WO2024100823A1 - 音響信号出力装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an audio signal output technology that can be used in audio systems installed in seats of aircraft, automobiles, etc.
- earphones or headphones to watch movies or listen to music on airplanes. This is because when using speakers, the playback sound reaches the user's surroundings, causing a nuisance to other users.
- wearing earphones or headphones can be bothersome for users. Some users do not like wearing them because they mess up their hair. Others dislike the pressure that they put on their ears. Furthermore, wearing earphones or headphones for long periods of time can cause users to feel tired when listening.
- Patent Document 1 discloses an audio signal output technology for users occupying seats on an aircraft, which can reproduce sounds that cannot be heard by surrounding users without the need for earphones or headphones.
- Patent Document 1 has the problem that the sweet spot, which is the area in which the emitted sound can be heard, is narrow.
- the technology of Patent Document 1 also has the problem that two speaker units are always required to emit sound based on one acoustic signal.
- the present invention aims to provide an audio signal output technology that can enlarge the sweet spot in a limited area near the speaker unit.
- One aspect of the present invention is a speaker unit that includes a woofer, which is a speaker unit for reproducing low-frequency sounds; a first acoustic signal output unit that includes a first collar, which is a housing that houses a part of the woofer, so that sound emitted from the woofer in the direction toward the rear of the woofer (hereinafter referred to as the first inverse phase sound) is directed toward the front of the woofer; a tweeter, which is a speaker unit for reproducing high-frequency sounds; and a first acoustic signal output unit that includes a first collar, which is a housing that houses a part of the woofer, so that sound emitted from the tweeter in the direction toward the rear of the tweeter (hereinafter referred to as the second inverse phase sound) is directed toward the front of the tweeter.
- a woofer which is a speaker unit for reproducing low-frequency sounds
- a first acoustic signal output unit that includes a first collar,
- a second acoustic signal output unit including a second collar which is a housing accommodating a part of the tweeter so that a sound from the first collar is guided around the woofer, the first collar being provided with a hole (hereinafter referred to as a first anti-phase sound emitting hole) for emitting the first anti-phase sound in a front direction of the woofer, and the second collar being provided with a hole (hereinafter referred to as a second anti-phase sound emitting hole) for emitting the second anti-phase sound in a front direction of the tweeter, the first collar accommodating a part of the woofer in such a manner that a path from a hole in the woofer for emitting the first anti-phase sound to the first anti-phase sound emitting hole is short and a resonance frequency of an internal space of the first collar formed between the woofer and the first collar is high, so that the first anti-phase sound emitted from the first anti-phase sound emitting hole has a substantially anti-phase relationship with a sound e
- the present invention makes it possible to enlarge the sweet spot in a limited area near the speaker unit.
- FIG. 2 is a diagram for explaining a positive phase sound and a negative phase sound.
- 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of an acoustic signal output device 100.
- 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of an acoustic signal output device 100.
- 1A and 1B are diagrams illustrating how the acoustic signal output device 100 emits a positive phase sound and a negative phase sound.
- 1 is a diagram for explaining Helmholtz resonance in the acoustic signal output device 100.
- FIG. FIG. 1 is a diagram showing an example of an acoustic signal output device 100 including a baffle.
- 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of an acoustic signal output device 100.
- FIG. 11 is a diagram relating to a first modified example of the first embodiment.
- FIG. 11 is a diagram relating to a second modified example of the first embodiment.
- FIG. 11 is a diagram relating to modified example 3 of the first embodiment.
- FIG. 11 is a diagram relating to a fourth modified example of the first embodiment.
- FIG. 13 is a diagram relating to a fifth modified example of the first embodiment.
- FIG. 13 is a diagram relating to a sixth modified example of the first embodiment.
- FIG. 13 is a diagram relating to modified example 7 of the first embodiment.
- FIG. 2 is a diagram showing an acoustic signal output device used in an experiment.
- FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of an acoustic signal output device 100.
- FIG. 11 is a diagram relating to a first modified example of the first embodiment.
- FIG. 11 is a diagram relating to a second modified example of the first embodiment.
- FIG. 11 is a diagram
- FIG. 13 is a diagram showing experimental results.
- FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of an acoustic signal output device 200.
- FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of an acoustic signal output device 200.
- 1A and 1B are diagrams illustrating how the acoustic signal output device 200 emits a positive phase sound and a negative phase sound.
- FIG. 2 is a diagram showing an example of an acoustic signal output device 200 including a baffle.
- FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of an acoustic signal output device 200.
- FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of an acoustic signal output device 200.
- FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of an acoustic signal output device 200.
- FIG. 13 is a diagram relating to a first modified example of the second embodiment.
- FIG. 13 is a diagram relating to modified example 2 of the second embodiment.
- FIG. 13 is a diagram relating to modified example 3 of the second embodiment.
- FIG. 13 is a diagram relating to a fourth modified example of the second embodiment.
- FIG. 13 is a diagram relating to modified example 5 of the second embodiment.
- FIG. 13 is a diagram relating to a sixth modified example of the second embodiment.
- FIG. 13 is a diagram relating to modified example 7 of the second embodiment.
- FIG. 2 is a diagram showing an acoustic signal output device used in an experiment.
- FIG. 13 is a diagram showing experimental results.
- FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of an acoustic signal output device 300.
- FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of an acoustic signal output device 300.
- FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of an acoustic signal output device 300.
- 1A and 1B are diagrams illustrating how the acoustic signal output device 300 emits a positive phase sound and a negative phase sound.
- 11A and 11B are diagrams for explaining Helmholtz resonance in the acoustic signal output device 300.
- FIG. 2 is a diagram for explaining the vertical and horizontal directions of a baffle.
- FIG. 13 is a diagram relating to a first modified example of the third embodiment.
- FIG. 13 is a diagram relating to a first modified example of the third embodiment.
- FIG. 13 is a diagram relating to a second modified example of the third embodiment.
- FIG. 13 is a diagram relating to modified example 3 of the third embodiment.
- FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the configuration of an acoustic signal output device 400.
- FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the configuration of an acoustic signal output device 500.
- FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the configuration of an acoustic signal output device 500.
- FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an in-vehicle acoustic signal output device 500.
- FIG. 6 is a diagram showing an example of the configuration of an acoustic signal output device 600.
- FIG. 6 is a diagram showing an example of the configuration of an acoustic signal output device 600.
- FIG. 6 is a diagram showing an example of an acoustic signal output device 600 having a frame.
- FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of an acoustic signal output device 700.
- FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of an acoustic signal output device 700.
- FIG. 7 is a diagram showing an example of an audio signal output device 700 equipped with a ring collar having an illumination function.
- FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of an acoustic signal output device 700.
- an acoustic signal output apparatus is an apparatus that reproduces an input acoustic signal as sound (hereinafter, this sound is referred to as sound based on an acoustic signal), and includes a speaker unit.
- a speaker unit is an apparatus that converts an acoustic signal into sound.
- an object to be reproduced is data or a signal from which an acoustic signal can be obtained by a predetermined process, such as data recorded on a CD, DVD, or record, data received via the Internet, or a signal received via a radio or television broadcast.
- an audio signal output device that reproduces sound based on an audio signal obtained from an object to be reproduced so that only users in the vicinity of the speaker unit can hear it.
- the sound reproduced by the audio signal output device cannot be heard by users other than the user in the vicinity of the speaker unit.
- an audio signal output device is used as an audio system for a user using a seat on an airplane, for example, it is possible to provide a system in which only the user using that seat can hear the reproduced sound.
- such an audio system can also be installed in seats and reclining chairs of vehicles other than airplanes, such as automobiles and trains, and can also be installed in a wearable form, such as worn on the shoulder.
- positive phase sound sound emitted from a speaker unit in the front direction of the speaker unit
- negative phase sound sound emitted from a speaker unit in the rear direction of the speaker unit
- Negative phase sound is sound with a phase opposite to that of positive phase sound, in other words, sound with a phase that is 180 degrees inverted from that of positive phase sound, so positive phase sound and negative phase sound are in an opposite phase relationship.
- the direction perpendicular to the front and rear directions is called the lateral direction.
- the acoustic signal output device 100 will be described below with reference to Figures 2 to 8.
- Figures 2 and 3 are both diagrams showing the configuration of the acoustic signal output device 100, with Figure 2 showing the acoustic signal output device 100 as viewed from the side, and Figure 3 showing the acoustic signal output device 100 as viewed from the front.
- the acoustic signal output device 100 includes a speaker unit 111 and a collar 112.
- the speaker unit 111 is a component that includes a diaphragm (not shown) that converts an acoustic signal into vibrations in the air (i.e., generates sound waves).
- the speaker unit 111 is a component that reproduces an input acoustic signal as sound.
- the collar 112 is a housing that houses a part of the speaker unit 111. Note that in Figure 2, a part of the speaker unit 111 (the part housed in the collar 112) is shown by a dotted line because it cannot be seen from the side. In addition, in FIG. 2, the part of the speaker unit 111 that emits the positive and negative phase sounds and the collar 112 are shaped like a cone and a bowl, respectively.
- the plane that forms the front of the speaker unit 111 and the plane that forms the front of the collar 112 are substantially parallel, as shown in FIG. 2. In FIG. 2, the two planes are substantially the same.
- Collar 112 is a housing for directing the out-of-phase sound, which is the sound emitted from speaker unit 111 toward the rear of speaker unit 111, toward the front of speaker unit 111, and collar 112 is provided with a hole (hereinafter referred to as the first out-of-phase sound emission hole) for emitting the out-of-phase sound that has been directed toward the front of speaker unit 111.
- the first out-of-phase sound emission hole is indicated by a dashed line because it cannot be seen from the side.
- the audio signal output device 100 emits a positive phase sound and a negative phase sound. More specifically, the audio signal output device 100 emits a positive phase sound from the speaker unit 111 in the front direction of the speaker unit 111, and emits a negative phase sound from the first negative phase sound emission hole in the front direction of the speaker unit 111. At this time, in order to ensure that only users in the vicinity of the speaker unit 111 can hear the sound and that other users cannot hear the sound, it is preferable that the positive phase sound and the negative phase sound are in an approximately opposite phase relationship on the plane in front of the speaker unit 111.
- the positive phase sound which is the sound emitted from the speaker unit 111 in the front direction of the speaker unit 111
- the negative phase sound emitted from the first negative phase sound emission hole in the front direction of the speaker unit 111 are in an approximately opposite phase relationship.
- the positive phase sound emitted from the speaker unit 111 in the front direction of the speaker unit 111 and the negative phase sound emitted from the first negative phase sound emission hole in the front direction of the speaker unit 111 have a substantially opposite phase relationship.
- the predetermined frequency band is a band below a frequency (hereinafter referred to as a resonant frequency) at which resonance occurs in the internal space of the collar 112 formed between the speaker unit 111 and the collar 112.
- the collar 112 accommodates a part of the speaker unit 111 in such a manner that the path from the hole of the speaker unit 111 for emitting the anti-phase sound to the first anti-phase sound emitting hole is short and the resonance frequency of the internal space of the collar 112 formed between the speaker unit 111 and the collar 112 is high so that the anti-phase sound emitted from the first anti-phase sound emitting hole in the front direction of the speaker unit 111 has a substantially anti-phase relationship with the positive phase sound emitted from the speaker unit 111 in the front direction of the speaker unit 111 in a predetermined frequency band in the front direction of the speaker unit 111.
- the magnet part constituting the speaker unit 111 may be not accommodated in the collar 112.
- the resonant frequency can be adjusted using one or more of the following three methods, taking into consideration the following equation related to the resonant frequency fH of Helmholtz resonance, thereby making collar 112 accommodate a portion of speaker unit 111 (see FIG. 5 ): increasing the area S of the first anti-phase sound emitting hole, decreasing the volume V of the internal space, or shortening the length L of the first anti-phase sound emitting hole.
- c represents the speed of sound.
- the lower frequency sound output by the audio signal output device 100 becomes harder to hear the further away from the speaker unit. This is because in the higher frequency range, the phases of the out-of-phase sound and the positive phase sound do not align as they move away from the speaker unit, and so they do not cancel each other out. In contrast, in the lower frequency range, the phases of the out-of-phase sound and the positive phase sound are relatively aligned and cancel each other out even if they move away from the speaker unit.
- a member (hereinafter referred to as a baffle) is attached to the speaker unit to adjust the position where the out-of-phase sound and the positive phase sound cancel each other out in the lower frequency range to a position far from the speaker unit, thereby adjusting the sweet spot position in front of the speaker unit (see FIG. 6).
- the speaker unit 111 may be attached with a baffle 113, which is a member for preventing the out-of-phase sound emitted from the first out-of-phase sound emission hole and the positive phase sound emitted from the speaker unit 111 from canceling each other out at the sweet spot position in front of the speaker unit 111.
- 7 and 8 are both diagrams showing the configuration of the acoustic signal output device 100, with FIG. 7 showing the acoustic signal output device 100 as seen from the side, and FIG. 8 showing the acoustic signal output device 100 as seen from the front.
- the part of the speaker unit 111 that emits the positive and negative phase sounds, the collar 112, and the baffle 113 are shaped like a cone, a bowl, and a plate, respectively.
- the plane that forms the front of the speaker unit 111, the plane that forms the front of the collar 112, and the plane that forms the front of the baffle 113 are substantially parallel, as shown in FIG. 7.
- the three planes are substantially the same.
- the collar 112 may be provided with a hole (hereinafter referred to as a second negative phase sound emitting hole) different from the first negative phase sound emitting hole in order to emit the negative phase sound in a direction other than the front direction of the speaker unit 111 (i.e., a side direction or a rear direction).
- Fig. 9 is a diagram showing the acoustic signal output device 100 as viewed from the side direction.
- the second negative phase sound emitting hole may have any shape as long as it is capable of emitting the negative phase sound outside the collar 112.
- the shape of the second negative phase sound emitting hole may be, for example, a notch shape (see Fig. 9(A)).
- the second negative phase sound emitting holes may be provided at regular intervals on the side surface of the collar 112 (see Fig. 9(B)).
- the sound pressure of the anti-phase sound can be released in a direction other than the front direction of the speaker unit 111, and the wave characteristics of the anti-phase sound emitted from the first anti-phase sound emission hole change.
- the collar 112 may have a cylindrical member extending from a plane that is the front of the speaker unit 111 in the front direction of the speaker unit 111, or may have a shape that extends in a cylindrical shape from a plane that is the front of the speaker unit 111 in the front direction of the speaker unit 111.
- Fig. 10 is a diagram showing the acoustic signal output device 100 as viewed from the side.
- the shapes of the diaphragm of the speaker unit 111 and the collar 112 are both approximately circular and have approximately the same center, and the collar 112 may have a substantially cylindrical member extending from a plane that is the front of the speaker unit 111 in the front direction of the speaker unit 111, or may have a shape that extends in a substantially cylindrical shape from a plane that is the front of the speaker unit 111 in the front direction of the speaker unit 111.
- the baffle 113 may have a cylindrical member extending from a plane that is the front of the speaker unit 111 in the front direction of the speaker unit 111, or may have a shape that extends in a cylindrical shape from a plane that is the front of the speaker unit 111 in the front direction of the speaker unit 111.
- Fig. 11 is a diagram showing the acoustic signal output device 100 as viewed from the side.
- the shapes of the diaphragm of the speaker unit 111 and the baffle 113 when viewed from the front of the speaker unit 111 are both approximately circular and have approximately the same center, and the baffle 113 may have a substantially cylindrical member extending from a plane that is the front of the speaker unit 111 in the front direction of the speaker unit 111, or may have a shape that extends in a substantially cylindrical shape from a plane that is the front of the speaker unit 111 in the front direction of the speaker unit 111.
- the out-of-phase sound and the in-phase sound merge at a position farther in front of the speaker unit 111, making it possible to position the sweet spot in front of the speaker unit 111 farther away from the speaker unit 111.
- Fig. 12 is a diagram showing the acoustic signal output device 100 as viewed from the front.
- the size of the collar 112 increases in the long axis direction when viewed from the front of the speaker unit 111, making it possible to suppress sound leakage toward the rear of the speaker unit 111.
- the shape of the diaphragm of speaker unit 111 when viewed from the front of speaker unit 111 is approximately circular
- the shapes of collar 112 and baffle 113 when viewed from the front of speaker unit 111 are approximately elliptical
- the center of the diaphragm of speaker unit 111 when viewed from the front of speaker unit 111, the center of collar 112, and the center of baffle 113 may be approximately coincident when viewed from the front of speaker unit 111.
- the major axis direction of collar 112 and the major axis direction of baffle 113 when viewed from the front of speaker unit 111 may be approximately parallel.
- Fig. 13 is a diagram showing the acoustic signal output device 100 as viewed from the front.
- a vibration-proofing material that is a member for suppressing vibration of the collar 112 may be attached to the collar 112.
- Fig. 14 is a diagram showing the acoustic signal output device 100 as viewed from the side.
- a sound-absorbing material that is a member with sound-absorbing properties may be used as a member for suppressing vibration of the collar 112.
- vibration-proofing material By installing vibration-proofing material, it is possible to prevent collar vibrations from causing sound leakage.
- the shape of collar 112 when viewed from the front of speaker unit 111 may be approximately square so that the peaks and valleys of resonance in the high and mid ranges are gentler. That is, the shape of the diaphragm of speaker unit 111 when viewed from the front of speaker unit 111 is approximately circular, the shape of collar 112 when viewed from the front of speaker unit 111 is approximately square, and the center of the diaphragm of speaker unit 111 and the center of collar 112 when viewed from the front of speaker unit 111 are approximately coincident (see FIG. 15(A)).
- the collar approximately square in shape the distance from the center to a point on the side changes. This suppresses the change in the volume of high and mid-range sounds that accompanies the movement of the user's head, making it possible to suppress difficulty in hearing and discomfort.
- the center of the diaphragm of the speaker unit 111 and the center of the collar 112 may be offset by a specified distance when viewed from the front of the speaker unit 111 (see FIG. 15(B)). This makes it possible to further reduce hearing difficulties and discomfort.
- FIG. 15 shows the acoustic signal output device 100 as seen from the front.
- Figure 17 shows the experimental results.
- Figures 17(A), 17(B), and 17(C) respectively show sound leakage from audio signal output device 100, an audio signal output device including only a speaker unit, and an audio signal output device including a speaker unit and a sealed speaker box, where the horizontal axis is frequency (in Hz) and the vertical axis is sound pressure level (SPL (Sound Pressure Level), in dB).
- SPL Sound Pressure Level
- a collar is used to house part of the speaker unit in order to suppress sound leakage in the side and rear directions, but since the speaker unit is covered from the side, resonance that causes phase inversion of the anti-phase sound may occur. Therefore, in this embodiment, a form in which a member that opens in the side direction is used instead of the collar will be described.
- Figs. 18 and 19 are both diagrams showing the configuration of the acoustic signal output device 200, with Fig. 18 showing the acoustic signal output device 200 as viewed from the side, and Fig. 19 showing the acoustic signal output device 200 as viewed from the front.
- the acoustic signal output device 200 includes a speaker unit 111 and a color baffle 212.
- the color baffle 212 is a member attached to the speaker unit 111.
- the part of the speaker unit 111 that emits the positive phase sound and the negative phase sound, the color baffle 212 are shaped like a cone and a plate, respectively.
- the plane in front of the speaker unit 111 and the plane in front of the color baffle 212 are approximately parallel, as shown in FIG. 18.
- the color baffle 212 is a component for redirecting the out-of-phase sound, which is the sound emitted from the speaker unit 111 toward the rear of the speaker unit 111, toward the front of the speaker unit 111.
- the color baffle 212 is a component with an open shape on the front and side of the speaker unit 111 so that the out-of-phase sound that has been redirected is emitted in the front and side directions of the speaker unit 111.
- the audio signal output device 200 emits a positive phase sound and a negative phase sound. More specifically, the audio signal output device 200 emits a positive phase sound from the speaker unit 111 in the front direction of the speaker unit 111, and emits a negative phase sound from the opening between the speaker unit 111 and the color baffle 212 in the front direction and the side direction of the speaker unit 111. At this time, in order to ensure that only users in the vicinity of the speaker unit 111 can hear the sound and that other users cannot hear the sound, it is preferable that the positive phase sound and the negative phase sound have a relationship of approximately opposite phase on the plane in front of the speaker unit 111.
- the positive phase sound which is the sound emitted from the speaker unit 111 in the front direction of the speaker unit 111
- the negative phase sound emitted from the opening between the speaker unit 111 and the color baffle 212 in the front direction of the speaker unit 111 have a relationship of approximately opposite phase.
- a member for adjusting the position where the opposite phase sound and the positive phase sound cancel each other out in the low frequency range may be attached to the speaker unit to adjust the sweet spot in the front direction of the speaker unit (see FIG. 21).
- the speaker unit 111 may be attached with a baffle 113, which is a member for preventing the opposite phase sound emitted from the opening between the speaker unit 111 and the color baffle 212 and the positive phase sound emitted from the speaker unit 111 from canceling each other out at the sweet spot in the front direction of the speaker unit 111.
- FIG. 22 and FIG. 23 are diagrams showing the configuration of the acoustic signal output device 200, FIG.
- FIG. 22 is a diagram showing the acoustic signal output device 200 as viewed from the side
- FIG. 23 is a diagram showing the acoustic signal output device 200 as viewed from the front.
- the size of the baffle 113 when viewed from the front of the speaker unit 111 should be smaller than the size of the color baffle 212 when viewed from the front of the speaker unit 111.
- the size of the baffle 113 when viewed from the front of the speaker unit 111 may be adjustable by the user to change the desired position of the sweet spot in the front direction of the speaker unit 111.
- the range of adjustment by the user should be within a range that does not exceed the size of the color baffle 212 when viewed from the front of the speaker unit 111.
- the parts of the speaker unit 111 that emit positive and negative phase sounds, the color baffle 212, and the baffle 113 are shaped like a cone, a plate, and a plate, respectively.
- the plane that forms the front of the speaker unit 111, the plane that forms the front of the color baffle 212, and the plane that forms the front of the baffle 113 are substantially parallel, as shown in FIG. 22.
- the plane that forms the front of the speaker unit 111 and the plane that forms the front of the baffle 113 are substantially the same.
- the color baffle 212 may be provided with holes (hereinafter, referred to as "reverse phase sound emitting holes”) for emitting the reverse phase sound in the rear direction of the speaker unit 111.
- Fig. 24 is a diagram showing the acoustic signal output device 200 as viewed from the rear direction.
- the reverse phase sound emitting holes may have any shape as long as they are capable of emitting the reverse phase sound outside the color baffle 212.
- the shape of the reverse phase sound emitting holes may be, for example, a notch shape (see Fig. 24(A)).
- the color baffle 212 may be provided with reverse phase sound emitting holes at regular intervals (see Fig. 24(B)).
- the sound pressure of the anti-phase sound can be released toward the rear of the speaker unit 111, and the wave characteristics of the anti-phase sound emitted from the opening between the speaker unit 111 and the color baffle 212 change.
- the wave characteristics of the anti-phase sound emitted from the opening between the speaker unit 111 and the color baffle 212 change.
- the color baffle 212 may have a cylindrical member extending from a plane that is the front of the color baffle 212 in the front direction of the speaker unit 111, or may have a shape that extends in a cylindrical shape from a plane that is the front of the color baffle 212 in the front direction of the speaker unit 111.
- the length of the cylinder is set to a length that maintains the openness of the side direction of the speaker unit 111.
- Fig. 25 is a diagram showing the state of the acoustic signal output device 200 as viewed from the side direction.
- the shapes of the diaphragm of the speaker unit 111 and the color baffle 212 are both approximately circular and their centers are approximately the same, and the color baffle 212 may have a substantially cylindrical member extending from a plane that is the front of the color baffle 212 in the front direction of the speaker unit 111, or may have a shape that extends in a substantially cylindrical shape from a plane that is the front of the color baffle 212 in the front direction of the speaker unit 111.
- the baffle 113 may have a cylindrical member extending from a plane that is the front of the speaker unit 111 in the front direction of the speaker unit 111, or may have a shape that extends in a cylindrical shape from a plane that is the front of the speaker unit 111 in the front direction of the speaker unit 111.
- Fig. 26 is a diagram showing the acoustic signal output device 200 as viewed from the side.
- the shapes of the diaphragm of the speaker unit 111 and the baffle 113 when viewed from the front of the speaker unit 111 are both approximately circular and have approximately the same center, and the baffle 113 may have a substantially cylindrical member extending from a plane that is the front of the speaker unit 111 in the front direction of the speaker unit 111, or may have a shape that extends in a substantially cylindrical shape from a plane that is the front of the speaker unit 111 in the front direction of the speaker unit 111.
- the out-of-phase sound and the in-phase sound merge at a position farther in front of the speaker unit 111, making it possible to position the sweet spot in front of the speaker unit 111 farther away from the speaker unit 111.
- Fig. 27 is a diagram showing acoustic signal output device 200 as viewed from the front.
- the size of the color baffle 212 increases in the long axis direction when viewed from the front of the speaker unit 111, making it possible to suppress sound leakage toward the rear of the speaker unit 111.
- the shape of the diaphragm of speaker unit 111 when viewed from the front of speaker unit 111 is approximately circular
- the shapes of color baffle 212 and baffle 113 when viewed from the front of speaker unit 111 are approximately elliptical
- the center of the diaphragm of speaker unit 111 when viewed from the front of speaker unit 111, the center of color baffle 212, and the center of baffle 113 may be approximately coincident.
- the major axis direction of color baffle 212 and the major axis direction of baffle 113 when viewed from the front of speaker unit 111 may be approximately parallel.
- Fig. 28 is a diagram showing the acoustic signal output device 200 as viewed from the front.
- a vibration-proofing material that is a member for suppressing vibration of the color baffle 212 may be attached to the color baffle 212.
- Fig. 29 is a diagram showing the acoustic signal output device 200 as viewed from the side.
- a sound-absorbing material that is a member with sound-absorbing properties may be used as a member for suppressing vibration of the color baffle 212.
- vibration-proofing material By installing vibration-proofing material, it is possible to prevent vibrations from the color baffle from causing sound leakage.
- the shape of the diaphragm of the speaker unit 111 when viewed from the front of the speaker unit 111 may be substantially circular
- the shape of the color baffle 212 when viewed from the front of the speaker unit 111 may be substantially square
- the center of the diaphragm of the speaker unit 111 when viewed from the front of the speaker unit 111 may be substantially the same as the center of the color baffle 212 (see FIG. 30(A)).
- the center of the diaphragm of the speaker unit 111 when viewed from the front of the speaker unit 111 may be offset by a specified distance from the center of the color baffle 212 (see FIG. 30(B)). This makes it possible to further reduce hearing difficulties and discomfort.
- FIG. 30 shows the acoustic signal output device 200 as seen from the front.
- the performance of the acoustic signal output device 200 with a small baffle size (see FIG. 31(A)), the acoustic signal output device 200 with a medium baffle size (see FIG. 31(B)), and the acoustic signal output device 200 with a large baffle size (see FIG. 31(C)) will be compared and verified.
- the baffle and color baffle of each acoustic signal output device 200 are all square shaped when viewed from the front of the speaker unit.
- the baffle size and color baffle size both refer to the length of one side of a square, and the baffle sizes of each acoustic signal output device 200 are 9 cm, 13 cm, and 17 cm, and the color baffle sizes are all 17 cm.
- Figure 32 shows the experimental results.
- Figures 32(A), 32(B), and 32(C) respectively show sound leakage from an acoustic signal output device 200 with a small baffle size, an acoustic signal output device 200 with a medium baffle size, and an acoustic signal output device 200 with a large baffle size, with the horizontal axis being frequency (in Hz) and the vertical axis being sound pressure level (SPL (Sound Pressure Level), in dB).
- SPL Sound Pressure Level
- the sweet spot may be narrow. Therefore, in the present embodiment, a form using a plurality of speaker units will be described.
- Figs. 33 and 34 are both diagrams showing the configuration of the acoustic signal output device 300, with Fig. 33 showing the acoustic signal output device 300 as viewed from the side, and Fig. 34 showing the acoustic signal output device 300 as viewed from the front.
- the acoustic signal output device 300 includes a speaker unit pair 311 consisting of two speaker units 111, a collar 312, and a baffle 313.
- the acoustic characteristics of the two speaker units 111 that constitute the speaker unit pair 311 are approximately the same, and the same acoustic signal is input.
- the fronts of the two speaker units 111 that constitute the speaker unit pair 311 are, for example, on approximately the same plane.
- the collar 312 is a housing that houses a part of the speaker unit pair 311. Note that in Fig. 33, a part of the speaker unit 111 (the part housed in the collar 312) is shown by a dotted line because it cannot be seen from the side. In addition, in FIG. 33, the part of the speaker unit 111 that emits the positive and negative phase sounds, the shape of the collar 312, and the shape of the baffle 313 are cone-shaped, elongated bowl-shaped, and plate-shaped, respectively.
- the plane in front of the speaker unit pair 311, the plane in front of the collar 312, and the plane in front of the baffle 313 are substantially parallel, as shown in FIG. 33.
- the three planes are substantially the same.
- the collar 312 is a housing for directing the out-of-phase sound, which is the sound emitted from the two speaker units 111 constituting the speaker unit pair 311 toward the rear of the speaker unit pair 311, toward the front of the speaker unit pair 311, and the collar 312 is provided with a hole (hereinafter referred to as the first out-of-phase sound emission hole) for emitting the out-of-phase sound that has been directed toward the front of the speaker unit pair 311.
- the first out-of-phase sound emission hole is indicated by a dashed line in FIG. 33 because it cannot be seen from the side.
- the audio signal output device 300 emits a positive phase sound and a negative phase sound. More specifically, the audio signal output device 300 emits a positive phase sound from the speaker unit 111 in the front direction of the speaker unit pair 311, and emits a negative phase sound from the first negative phase sound emission hole in the front direction of the speaker unit pair 311. At this time, in order to ensure that only users in the vicinity of the speaker unit pair 311 can hear the sound and that other users cannot hear the sound, it is preferable that the positive phase sound and the negative phase sound are in an approximately opposite phase relationship on the plane in front of the speaker unit 111.
- the positive phase sound which is the sound emitted from the speaker unit 111 in the front direction of the speaker unit pair 311, and the negative phase sound emitted from the first negative phase sound emission hole in the front direction of the speaker unit pair 311 are in an approximately opposite phase relationship. More specifically, in a predetermined frequency band in the front direction of the speaker unit pair 311, it is preferable that the positive phase sound emitted from the speaker unit 111 in the front direction of the speaker unit pair 311 and the negative phase sound emitted from the first negative phase sound emission hole in the front direction of the speaker unit pair 311 have a substantially opposite phase relationship.
- the predetermined frequency band is a band below a frequency (hereinafter referred to as a resonant frequency) at which resonance occurs in the internal space of the collar 312 formed between the speaker unit pair 311 and the baffle 313.
- the collar 312 accommodates a part of the speaker unit 111 in such a manner that the path from the hole of each speaker unit 111 constituting the speaker unit pair 311 for emitting the anti-phase sound to the first anti-phase sound emitting hole is short and the resonance frequency of the internal space of the collar 312 formed between the speaker unit pair 311 and the baffle 313 is high so that the anti-phase sound emitted from the first anti-phase sound emitting hole in the front direction of the speaker unit pair 311 has a substantially anti-phase relationship with the positive phase sound emitted from the speaker unit 111 in the front direction of the speaker unit pair 311 in a predetermined frequency band in the front direction of the speaker unit pair 311.
- the speaker unit 111 is a speaker unit used in a dynamic speaker, the magnet part constituting the speaker unit 111 may be not accommodated in the collar 312.
- the resonance frequency can be adjusted using one or more of the following three methods, taking into consideration equation (1) relating to the resonance frequency fH of the Helmholtz resonance: increasing the area S of the first anti-phase sound emitting hole, decreasing the volume V of the internal space, or shortening the length L of the first anti-phase sound emitting hole, so that the collar 312 accommodates a part of the speaker unit pair 311 (see FIG. 36 ).
- a baffle 313 is attached to the speaker unit pair 311, which is a member for preventing the anti-phase sound emitted from the first anti-phase sound emission hole and the positive-phase sound, which is the sound emitted in the front direction of the speaker unit pair 311 from the two speaker units 111 that constitute the speaker unit pair 311, from canceling each other out at a position that is intended to be the sweet spot in the front direction of the speaker unit pair 311.
- the baffle 313 is also attached to the speaker unit pair 311 in order to make the area between the front directions of the speaker units 111 that constitute the speaker unit pair 311 the sweet spot.
- the baffle 313 is attached to the speaker unit pair 311 in a manner that connects the opposing sides of one speaker unit 111 and the other speaker unit 111 that constitute the speaker unit pair 311.
- the speaker unit 111 has a baffle 313 attached to the side facing the other speaker unit 111, but does not have a baffle 313 attached to the side opposite the side facing the other speaker unit 111, making it possible to reduce sound leakage in the side and rear directions, similar to the acoustic signal output device 100.
- the collar 312 causes the out-of-phase sound to wrap around to the front of the speaker unit pair 311, making it possible to reduce high-frequency sound leakage in the rear direction of the speaker unit pair 311.
- the baffle 313 is attached to the speaker unit pair 311 in order to make the area between the front faces of the speaker units 111 that make up the speaker unit pair 311 a sweet spot.
- the size of the sweet spot between the front faces of the speaker units 111 that make up the speaker unit pair 311 depends on the vertical and horizontal lengths of the baffle 313. In other words, if the vertical length of the baffle 313 is increased, the size of the sweet spot will increase vertically, and if the horizontal length of the baffle 313 is increased, the size of the sweet spot will increase horizontally. Therefore, both the vertical length of the baffle 313 and the horizontal length of the baffle 313 may be determined according to the size of the area between the front faces of the speaker units 111 that make up the speaker unit pair 311 that is desired to be the sweet spot.
- the speaker units 111 constituting a speaker unit pair 311 may be arranged so that the planes that form the front faces of the respective speaker units 111 are not on the same plane.
- the two speaker units 111 are arranged so that the angle formed by the front directions of the two speaker units 111 is an acute angle that is less than 45 degrees.
- the number of speaker units included in the acoustic signal output device 300 may be, for example, four.
- FIG. 42 is a diagram showing the configuration of the acoustic signal output device 400.
- the acoustic signal output device 400 includes a speaker unit pair 311 consisting of two speaker units 111, a collar 312, a baffle 313, and an acoustic signal generation unit 420.
- the acoustic signal output device 400 differs from the acoustic signal output device 300 only in that it further includes an acoustic signal generation unit 420.
- the acoustic signal generation unit 420 can be configured using, for example, a general-purpose computer.
- the acoustic signal generation unit 420 is realized by a general-purpose computer by storing a program for realizing the functions of the acoustic signal generation unit 420 in an external storage device or ROM, loading the program and data required for processing the program into RAM as necessary, and processing the program appropriately with the CPU.
- the acoustic signal generation unit 420 may be configured by a processing circuit.
- the acoustic signal generating unit 420 is a component that receives an acoustic signal for the right channel and an acoustic signal for the left channel, generates a first output acoustic signal and a second output acoustic signal using the acoustic signal for the right channel and the acoustic signal for the left channel, outputs the first output acoustic signal to one speaker unit 111 constituting the speaker unit pair 311, and outputs the second output acoustic signal to the other speaker unit 111 constituting the speaker unit pair 311.
- the acoustic signal generating unit 420 may output the input acoustic signal for the right channel and the acoustic signal for the left channel as is without signal processing.
- the first output acoustic signal is an acoustic signal for the right channel
- the second output acoustic signal is an acoustic signal for the left channel.
- the audio signal generating unit 420 may also generate and output a first output audio signal and a second output audio signal from the input right channel audio signal and left channel audio signal as audio signals that increase the size of the sweet spot. To this end, the audio signal generating unit 420 generates the first output audio signal and the second output audio signal by performing signal processing to mix the input right channel audio signal and left channel audio signal to obtain a new audio signal.
- the audio signal generating unit 420 generates an audio signal obtained by mixing the right channel audio signal and the left channel audio signal in a ratio of r:1-r as the first output audio signal, and generates an audio signal obtained by mixing the right channel audio signal and the left channel audio signal in a ratio of 1-r:r as the second output audio signal.
- the mixing coefficient r may be a value that depends on the frequency, and a different mixing coefficient may be used for each frequency.
- the present invention it is possible to enlarge the sweet spot in a limited area near the speaker unit.
- the phases of the negative phase sound and the positive phase sound are relatively aligned and cancel each other out even if the speaker unit is far away, so the low frequency sound may be perceived as weak. Therefore, in this embodiment, a configuration using a woofer, which is a speaker unit for reproducing low frequencies, and a tweeter, which is a speaker unit for reproducing high frequencies, will be described.
- Figs. 43 and 44 are both diagrams showing the configuration of the acoustic signal output device 500, with Fig. 43 showing the acoustic signal output device 500 as viewed from the side, and Fig. 44 showing the acoustic signal output device 500 as viewed from the front.
- the acoustic signal output device 500 includes a first acoustic signal output section 510 and a second acoustic signal output section 520.
- the first acoustic signal output section 510 includes a woofer 511, which is a speaker unit for reproducing low-frequency sounds, and a first collar 512.
- the first collar 512 is a housing that houses a part of the woofer 511.
- the second acoustic signal output section 520 includes a tweeter 521, which is a speaker unit for reproducing high-frequency sounds, and a second collar 522.
- the second collar 522 is a housing that houses a part of the tweeter 521.
- a part of the woofer 511 (the part housed in the first collar 512)
- a part of the tweeter 521 (the part housed in the second collar 522) are shown by dotted lines because they cannot be seen from the side. Also, in Fig.
- the part of the woofer 511 that emits the in-phase sound and the out-of-phase sound, and the first collar 512 are respectively cone-shaped and bowl-shaped.
- the part of the tweeter 521 that emits the in-phase sound and the out-of-phase sound, and the second collar 522 are respectively cone-shaped and bowl-shaped.
- the plane in front of the woofer 511 and the plane in front of the first collar 512 are substantially parallel, as shown in FIG. 43.
- the plane in front of the tweeter 521 and the plane in front of the second collar 522 are substantially parallel, as shown in FIG. 43.
- the four planes are substantially the same.
- the first collar 512 is a housing for allowing the out-of-phase sound (hereinafter referred to as the first out-of-phase sound) emitted from the woofer 511 in the direction of the rear of the woofer 511 to go around in the front direction of the woofer 511, and the first collar 512 is provided with a hole (hereinafter referred to as the first out-of-phase sound emission hole) for emitting the first out-of-phase sound that has gone around in the front direction of the woofer 511.
- the first out-of-phase sound emission hole for emitting the first out-of-phase sound that has gone around in the front direction of the woofer 511.
- the second collar 522 is a housing for allowing the out-of-phase sound (hereinafter referred to as the second out-of-phase sound) emitted from the tweeter 521 in the direction of the rear of the tweeter 521 to go around in the front direction of the tweeter 521, and the second collar 522 is provided with a hole (hereinafter referred to as the second out-of-phase sound emission hole) for emitting the second out-of-phase sound that has gone around in the front direction of the tweeter 521.
- the first out-of-phase sound emission hole and the second out-of-phase sound emission hole are both shown by dashed lines in FIG. 43 because they cannot be seen from the side.
- the first collar 512 accommodates a part of the woofer 511 in such a manner that the path from the hole of the woofer 511 for emitting the first anti-phase sound to the first anti-phase sound emitting hole is short and the frequency at which the internal space of the first collar 512 formed between the woofer 511 and the first collar 512 resonates (hereinafter referred to as the resonant frequency) is high so that the first anti-phase sound emitted from the first anti-phase sound emitting hole has a substantially anti-phase relationship with the sound emitted from the woofer 511 in the front direction of the woofer 511 in a predetermined frequency band in the front direction of the woofer 511.
- the resonant frequency the frequency at which the internal space of the first collar 512 formed between the woofer 511 and the first collar 512 resonates
- the predetermined frequency band is preferably a band lower than the resonant frequency of the internal space of the first collar 512 formed between the woofer 511 and the first collar 512.
- the magnet part constituting the woofer 511 may be not accommodated in the first collar 512.
- the resonant frequency can be adjusted using one or more of the following three methods, taking into consideration equation (1) relating to the resonant frequency fH of Helmholtz resonance: increasing the area S of the first anti-phase sound emitting hole, decreasing the volume V of the internal space, or shortening the length L of the first anti-phase sound emitting hole, so that first collar 512 accommodates a portion of woofer 511.
- the second collar 522 accommodates a part of the tweeter 521 in such a manner that the path from the hole of the tweeter 521 for emitting the second anti-phase sound to the second anti-phase sound emitting hole is short and the frequency at which resonance occurs in the internal space of the second collar 522 formed between the tweeter 521 and the second collar 522 (hereinafter referred to as the resonant frequency) is high so that the second anti-phase sound emitted from the second anti-phase sound emitting hole has a substantially anti-phase relationship with the sound emitted from the tweeter 521 in the front direction of the tweeter 521 in a predetermined frequency band in the front direction of the tweeter 521.
- the resonant frequency the frequency at which resonance occurs in the internal space of the second collar 522 formed between the tweeter 521 and the second collar 522
- the predetermined frequency band is desirably a band lower than the resonant frequency of the internal space of the second collar 522 formed between the tweeter 521.
- the magnet part constituting the tweeter 521 may be prevented from being housed in the second collar 522.
- the resonance frequency may be adjusted by using one or more of the following three methods, taking into consideration the equation (1) relating to the resonance frequency fH of the Helmholtz resonance: increasing the area S of the second opposite-phase sound emission hole, decreasing the volume V of the internal space, and shortening the length L of the second opposite-phase sound emission hole, so that the second collar 522 may house a part of the tweeter 521.
- the second acoustic signal output unit 520 is placed near the user's ears to suppress sound leakage.
- there are two second acoustic signal output units 520 one for emitting a right channel acoustic signal and the other for emitting a left channel acoustic signal.
- the second acoustic signal output unit 520 for emitting the right channel acoustic signal may be placed near the user's right ear
- the second acoustic signal output unit 520 for emitting the left channel acoustic signal may be placed near the user's left ear.
- a member (hereinafter referred to as a baffle) may be attached to the woofer to adjust the position where the out-of-phase sound and the in-phase sound cancel each other out in the low range so that it is far from the woofer, thereby adjusting the desired sweet spot in the front direction of the woofer.
- the woofer 511 may be attached with a first baffle (not shown), which is a member for preventing the first out-of-phase sound emitted from the first out-of-phase sound emission hole and the first in-phase sound emitted from the woofer 511 from canceling each other out at the desired sweet spot in the front direction of the woofer 511.
- a baffle may be attached to the tweeter, similar to the woofer.
- the tweeter 521 may be attached with a second baffle (not shown), which is a member for suppressing sound leakage in the side and rear directions of the tweeter 521.
- the first acoustic signal output unit 510 equipped with the first baffle can obtain sufficient low-frequency sounds in the vicinity of the woofer 511 by increasing the reproduction voltage. Also, by using a speaker unit with a diameter of about 30 mm as the tweeter 521 and placing the second acoustic signal output unit 520 equipped with the second baffle in a position close to the user's ears, sound leakage can be suppressed.
- Figure 45 shows an example of an in-vehicle audio signal output device 500 that is installed on the headrest of a car seat.
- Figure 45(A) shows the device in its exposed state
- Figure 45(B) shows the device with a cover attached.
- the in-vehicle audio signal output device 500 has a large woofer located in the center, with small tweeters located to the lower right and lower left of that. With this type of arrangement, the large woofer is located directly behind the user's head, which reduces the cancellation of low-frequency sounds, making it easier for the user to hear low-frequency sounds.
- a two-way configuration with a woofer and tweeter allows the woofer to enhance low frequencies. Specifically, by driving the woofer, which reproduces low-frequency sounds that tend to be canceled out and difficult to hear, independently of the tweeter, it is possible to apply a larger voltage than the tweeter, and increase the woofer's output. In addition, by narrowing the frequency band that the tweeter handles to high frequencies and reducing the size of the tweeter, high-frequency sounds that are difficult to suppress from leaking can be reproduced only near the user's ears, making it possible to suppress sound leakage.
- Figs. 46 and 47 are both diagrams showing the configuration of the acoustic signal output device 600, with Fig. 46 showing the acoustic signal output device 600 as viewed from the side, and Fig. 47 showing the acoustic signal output device 600 as viewed from the front.
- the acoustic signal output device 600 includes an acoustic signal output section 610 and a direction adjustment section 614.
- the acoustic signal output section 610 includes a speaker unit 111 and a collar 112.
- the collar 112 is a housing that houses part of the speaker unit 111.
- the collar 112 is a housing for directing the out-of-phase sound, which is the sound emitted from the speaker unit 111 toward the rear of the speaker unit 111, toward the front of the speaker unit 111, and the collar 112 is provided with a hole (hereinafter referred to as the first out-of-phase sound emission hole) for emitting the out-of-phase sound that has been directed toward the front of the speaker unit 111.
- Collar 112 accommodates a part of speaker unit 111 in such a manner that the path from the hole of speaker unit 111 for emitting the anti-phase sound to the first anti-phase sound emitting hole is short and the frequency at which resonance occurs in the internal space of collar 112 formed between collar 112 and speaker unit 111 (hereinafter referred to as the resonant frequency) is high so that the anti-phase sound emitted from the first anti-phase sound emitting hole in the front direction of speaker unit 111 has a substantially anti-phase relationship with the positive phase sound emitted from speaker unit 111 in the front direction of speaker unit 111 in a predetermined frequency band in the front direction of speaker unit 111.
- the resonant frequency the frequency at which resonance occurs in the internal space of collar 112 formed between collar 112 and speaker unit 111
- the predetermined frequency band is desirably a band lower than the resonant frequency of the internal space of collar 112 formed between collar 112 and speaker unit 111.
- the magnet part constituting the speaker unit 111 may be prevented from being housed in the collar 112.
- the resonance frequency may be adjusted by using one or more of the following three methods, taking into consideration the equation (1) relating to the resonance frequency fH of the Helmholtz resonance: increasing the area S of the first antiphase sound emission hole, decreasing the volume V of the internal space, and shortening the length L of the first antiphase sound emission hole, so that the collar 112 accommodates a part of the speaker unit 111.
- the direction adjustment unit 614 is a member attached to the audio signal output unit 610 in order to change the front direction of the audio signal output unit 610. By adjusting the direction adjustment unit 614, the user can change the area in which sound leakage is to be suppressed.
- the direction adjustment unit 614 may be, for example, a member like the arm of a desk lamp (see FIG. 46).
- the direction adjustment unit 614 may also be a member like a frame attached so as to surround the periphery of the audio signal output unit 610 as shown in FIG. 48(A).
- the audio signal output device 600 may include two or more audio signal output units 610. In this case, a direction adjustment unit 614 may be attached to each audio signal output unit 610 so that the front direction of the audio signal output unit 610 can be changed (see FIG. 48(B)).
- the area in which sound cannot be heard is formed on the side of the sound signal output unit 610. Therefore, by using the direction adjustment unit 614 to change the front direction of the sound signal output unit 610 so that a user whom you do not want to hear is positioned on the side of the sound signal output unit 610, it is possible to prevent that user from hearing the sound.
- a member for adjusting the position where the opposite phase sound and the positive phase sound cancel each other out in the low range may be attached to the speaker unit to adjust the sweet spot in the front direction of the speaker unit.
- the speaker unit 111 may be attached with a baffle 113, which is a member for preventing the opposite phase sound emitted from the first opposite phase sound emission hole and the positive phase sound emitted from the speaker unit 111 from canceling each other out at the sweet spot in the front direction of the speaker unit 111.
- the present invention it is possible to enlarge the sweet spot in a limited area near the speaker unit.
- the user can change the area in which they want to suppress sound leakage.
- the acoustic signal output device 700 will be described below with reference to Figures 49 to 52.
- Figures 49 and 50 are both diagrams showing the configuration of the acoustic signal output device 700, with Figure 49 showing the acoustic signal output device 700 as viewed from the side, and Figure 50 showing the acoustic signal output device 700 as viewed from the front.
- the acoustic signal output device 700 includes a speaker unit 111, a collar 112, and a ring collar 714.
- the collar 112 is a housing that houses a part of the speaker unit 111.
- the ring collar 714 is a ring-shaped member having a size that can cover the periphery of the collar 112 in the lateral direction.
- the shape of the ring collar 714 may be any shape as long as it is large enough to cover the periphery of the collar 112 in the lateral direction.
- the shape of the ring collar 714 when viewed from the front of the speaker unit 111 may be, for example, approximately circular or approximately elliptical.
- a baffle (not shown) that is a member for filling the gap may be attached between the collar 112 and the ring collar 714. In this case, it is possible to suppress sound leakage in the direction behind the speaker unit 111.
- a gap may be provided between the collar 112 and the ring collar 714. In this case, sound can escape in the direction behind the speaker unit 111 from between the collar 112 and the ring collar 714, which results in suppression of sound leakage.
- the ring collar 714 may have a lighting function.
- the diaphragm of the speaker unit 111 and the ring collar 714 are both roughly circular in shape and have roughly the same center, and the ring collar 714 may be positioned so as to be located in the lateral direction of the speaker unit 111 (see FIG. 49), or may be positioned so as to be located in the front direction of the speaker unit 111 when viewed from a plane that is the front of the speaker unit 111 (see FIG. 52).
- the plane that forms the front of the speaker unit 111, the plane that forms the front of the collar 112, and the plane that forms the front of the ring collar 714 are substantially parallel, as shown in FIG. 49.
- the plane that forms the front of the speaker unit 111 and the plane that forms the front of the collar 112 are substantially the same.
- the collar 112 is a housing for directing the out-of-phase sound, which is the sound emitted from the speaker unit 111 toward the rear of the speaker unit 111, toward the front of the speaker unit 111, and the collar 112 is provided with a hole (hereinafter referred to as the first out-of-phase sound emission hole) for emitting the out-of-phase sound that has been directed toward the front of the speaker unit 111.
- Collar 112 accommodates a part of speaker unit 111 in such a manner that the path from the hole of speaker unit 111 for emitting the anti-phase sound to the first anti-phase sound emitting hole is short and the frequency at which resonance occurs in the internal space of collar 112 formed between collar 112 and speaker unit 111 (hereinafter referred to as the resonant frequency) is high so that the anti-phase sound emitted from the first anti-phase sound emitting hole in the front direction of speaker unit 111 has a substantially anti-phase relationship with the positive phase sound emitted from speaker unit 111 in the front direction of speaker unit 111 in a predetermined frequency band in the front direction of speaker unit 111.
- the resonant frequency the frequency at which resonance occurs in the internal space of collar 112 formed between collar 112 and speaker unit 111
- the predetermined frequency band is desirably a band lower than the resonant frequency of the internal space of collar 112 formed between collar 112 and speaker unit 111.
- the magnet part constituting the speaker unit 111 may be prevented from being housed in the collar 112.
- the resonance frequency may be adjusted by using one or more of the following three methods, taking into consideration the equation (1) relating to the resonance frequency fH of the Helmholtz resonance: increasing the area S of the first antiphase sound emission hole, decreasing the volume V of the internal space, and shortening the length L of the first antiphase sound emission hole, so that the collar 112 accommodates a part of the speaker unit 111.
- a member for adjusting the position where the opposite phase sound and the positive phase sound cancel each other out in the low range may be attached to the speaker unit to adjust the sweet spot in the front direction of the speaker unit.
- the speaker unit 111 may be attached with a baffle 113, which is a member for preventing the opposite phase sound emitted from the first opposite phase sound emission hole and the positive phase sound emitted from the speaker unit 111 from canceling each other out at the sweet spot in the front direction of the speaker unit 111.
- the present invention it is possible to enlarge the sweet spot in a limited area near the speaker unit.
- a ring collar By using a ring collar, it is possible to suppress sound leakage in the high frequency range. It is also possible to suppress sound leakage in the rear direction.
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Abstract
ウーファと、ウーファからウーファの背面方向に放音される第1逆相音をウーファの正面方向に回り込ませるため、ウーファの一部を収容している筐体である第1カラーを含む第1音響信号出力部と、ツイータと、ツイータからツイータの背面方向に放音される第2逆相音をツイータの正面方向に回り込ませるため、ツイータの一部を収容している筐体である第2カラーを含む第2音響信号出力部とを含む音響信号出力装置であって、第1カラーには、第1逆相音をウーファの正面方向に放音するための第1逆相音放音穴が設けられており、第2カラーには、第2逆相音をツイータの正面方向に放音するための第2逆相音放音穴が設けられており、第2音響信号出力部は、ユーザの耳の近くに設置される。
Description
本発明は、航空機や自動車などの座席に設置される音響システムで利用することができる、音響信号出力技術に関する。
従来、ユーザは、航空機内で映画や音楽を視聴するために、イヤホンやヘッドホンを利用していた。これは、スピーカを用いると、ユーザの周辺にまで再生音が届き、他のユーザの迷惑になるためである。しかし、イヤホンやヘッドホンの装着は、ユーザにとってわずらわしさがある。また、髪型が乱れることなどを理由に、装着を好まないユーザもいる。装着による耳への圧迫を嫌うユーザもいる。さらには、イヤホンやヘッドホンの長時間の装着は、ユーザに聴き疲れを感じさせることもある。
イヤホンやヘッドホンの装着を不要とするため、波面合成技術を用いて仮想の音場を合成することも考えられるが、この場合、大規模なスピーカアレイを準備する必要があり、現実的ではない。そこで、特許文献1では、イヤホンやヘッドホンを用いることなく周囲のユーザに聴きとれない音を再生することができる、航空機内の座席を利用するユーザのための音響信号出力技術を開示している。
しかし、特許文献1の技術は、放音された音が聴こえる領域であるスイートスポットが狭いという問題がある。また、特許文献1の技術は、1つの音響信号に基づく音を放音するために必ず2つのスピーカユニットが必要となるという問題もある。
そこで本発明では、スピーカユニットの近傍という限られた領域においてスイートスポットを大きくすることができる音響信号出力技術を提供することを目的とする。
本発明の一態様は、低域の音を再生するためのスピーカユニットであるウーファと、前記ウーファから前記ウーファの背面方向に放音される音(以下、第1逆相音という)を前記ウーファの正面方向に回り込ませるため、前記ウーファの一部を収容している筐体である第1カラーを含む第1音響信号出力部と、高域の音を再生するためのスピーカユニットであるツイータと、前記ツイータから前記ツイータの背面方向に放音される音(以下、第2逆相音という)を前記ツイータの正面方向に回り込ませるため、前記ツイータの一部を収容している筐体である第2カラーを含む第2音響信号出力部とを含む音響信号出力装置であって、前記第1カラーには、前記第1逆相音を前記ウーファの正面方向に放音するための穴(以下、第1逆相音放音穴という)が設けられており、前記第2カラーには、前記第2逆相音を前記ツイータの正面方向に放音するための穴(以下、第2逆相音放音穴という)が設けられており、前記第1カラーは、前記ウーファの正面方向における所定の周波数帯域において、前記第1逆相音放音穴から放音される前記第1逆相音が前記ウーファから前記ウーファの正面方向に放音される音(以下、第1正相音という)と略逆位相の関係になるように、前記第1逆相音を放音するための前記ウーファの穴から前記第1逆相音放音穴までの経路が短く、かつ、前記ウーファとの間にできる当該第1カラーの内部空間の共振周波数が高くなるような形で、前記ウーファの一部を収容しており、前記第2カラーは、前記ツイータの正面方向における所定の周波数帯域において、前記第2逆相音放音穴から放音される前記第2逆相音が前記ツイータから前記ツイータの正面方向に放音される音(以下、第2正相音という)と略逆位相の関係になるように、前記第2逆相音を放音するための前記ツイータの穴から前記第2逆相音放音穴までの経路が短く、かつ、前記ツイータとの間にできる当該第2カラーの内部空間の共振周波数が高くなるような形で、前記ツイータの一部を収容しており、前記第2音響信号出力部は、ユーザの耳の近くに設置される。
本発明によれば、スピーカユニットの近傍という限られた領域においてスイートスポットを大きくすることが可能となる。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
<第1実施形態>
再生対象物に基づいて得られる音響信号を再生する装置を音響信号出力装置という。つまり、音響信号出力装置は、入力された音響信号を音(以下、この音のことを音響信号に基づく音という)として再生する装置であり、スピーカユニットを含む。ここで、スピーカユニットとは、音響信号を音に変換する装置のことである。また、再生対象物とは、例えば、CD、DVD、レコードに記録されたデータやインターネットにより受信されたデータやラジオ放送、テレビ放送により受信された信号のように所定の処理により音響信号を得ることができるデータや信号のことである。
再生対象物に基づいて得られる音響信号を再生する装置を音響信号出力装置という。つまり、音響信号出力装置は、入力された音響信号を音(以下、この音のことを音響信号に基づく音という)として再生する装置であり、スピーカユニットを含む。ここで、スピーカユニットとは、音響信号を音に変換する装置のことである。また、再生対象物とは、例えば、CD、DVD、レコードに記録されたデータやインターネットにより受信されたデータやラジオ放送、テレビ放送により受信された信号のように所定の処理により音響信号を得ることができるデータや信号のことである。
ここでは、スピーカユニットの近傍にいるユーザにのみ再生対象物から得られる音響信号に基づく音が聴きとれるように再生する音響信号出力装置について説明する。つまり、音響信号出力装置の再生音は、スピーカユニットの近傍にいるユーザ以外のユーザには聴きとれない。このような音響信号出力装置を、例えば、航空機の座席を利用するユーザのための音響システムとして利用すると、当該座席を利用するユーザのみ再生音を聴きとることができるシステムを提供することができる。なお、このような音響システムは、自動車、電車などの航空機の以外の乗り物の座席やリクライニングチェアなどにも設置することができるし、肩に乗せるなどウェアラブルな形態でも設置することができる。
図1に示すように、スピーカユニットからスピーカユニットの正面方向に放音される音を正相音といい、スピーカユニットからスピーカユニットの背面方向に放音される音を逆相音という。逆相音は正相音の位相と逆の位相の音、つまり正相音の位相が180度反転した位相の音であり、正相音と逆相音は逆位相の関係になっている。なお、正面方向や背面方向と垂直な方向を側面方向という。
以下、図2~図8を参照して音響信号出力装置100を説明する。図2、図3はいずれも音響信号出力装置100の構成を示す図であり、図2は音響信号出力装置100を側面方向から見た様子を示す図、図3は音響信号出力装置100を正面方向から見た様子を示す図である。図2に示すように音響信号出力装置100は、スピーカユニット111と、カラー112を含む。スピーカユニット111は、音響信号を空気の振動に変換する(つまり、音波を生成する)振動板(図示しない)を含む構成部である。つまり、スピーカユニット111は、入力された音響信号を音として再生する構成部である。カラー112は、スピーカユニット111の一部を収容している筐体である。なお、図2においてスピーカユニット111の一部(カラー112に収容されている部分)は側面方向から見えないため、点線にて記載している。また、図2では、スピーカユニット111の正相音や逆相音を放音する部分、カラー112の形状はそれぞれコーン状、ボウル状をしている。
なお、スピーカユニット111の正面となる平面とカラー112の正面となる平面は、図2に示すように、略平行であるのが好ましい。図2では、当該2つの平面は略同一のものとなっている。
カラー112はスピーカユニット111からスピーカユニット111の背面方向に放音される音である逆相音をスピーカユニット111の正面方向に回り込ませるための筐体であり、カラー112には回り込んできた逆相音をスピーカユニット111の正面方向に放音するための穴(以下、第1逆相音放音穴という)が設けられている。なお、図2において第1逆相音放音穴は側面方向から見えないため、破線にて記載している。
図4は、音響信号出力装置100が正相音と逆相音を放音する様子を示す図である。より詳しくは、音響信号出力装置100はスピーカユニット111からスピーカユニット111の正面方向に正相音を放音し、第1逆相音放音穴からスピーカユニット111の正面方向に逆相音を放音する。このとき、スピーカユニット111の近傍にいるユーザにのみ音が聴こえ、その他のユーザには音が聴こえないようにするために、スピーカユニット111の正面となる平面において、正相音と逆相音が略逆位相の関係になるのが好ましい。つまり、スピーカユニット111からスピーカユニット111の正面方向に放音される音である正相音と第1逆相音放音穴からスピーカユニット111の正面方向に放音される逆相音が略逆位相の関係になるのが好ましい。より詳しくは、スピーカユニット111の正面方向における所定の周波数帯域において、スピーカユニット111からスピーカユニット111の正面方向に放音される正相音と第1逆相音放音穴からスピーカユニット111の正面方向に放音される逆相音が略逆位相の関係になるのが好ましい。ここで、所定の周波数帯域は、スピーカユニット111との間にできるカラー112の内部空間の共振が起こる周波数(以下、共振周波数という)以下の帯域であることが望ましい。
そのために、カラー112は、スピーカユニット111の正面方向における所定の周波数帯域において、第1逆相音放音穴からスピーカユニット111の正面方向に放音される逆相音がスピーカユニット111からスピーカユニット111の正面方向に放音される正相音と略逆位相の関係になるように、逆相音を放音するためのスピーカユニット111の穴から第1逆相音放音穴までの経路が短く、かつ、スピーカユニット111との間にできるカラー112の内部空間の共振周波数が高くなるような形で、スピーカユニット111の一部を収容する。逆相音を放音するためのスピーカユニット111の穴から第1逆相音放音穴までの経路を短くなるようにするには、スピーカユニット111がダイナミックスピーカに用いられるスピーカユニットであれば、スピーカユニット111を構成するマグネット部をカラー112に収容しないようにすればよい。また、スピーカユニット111との間にできるカラー112の内部空間の共振周波数が高くなるようにするには、ヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数fHに関する次式を考慮して、第1逆相音放音穴の面積Sを大きくする、内部空間の体積Vを小さくする、第1逆相音放音穴の長さLを短くするという3つの方法のうち1つ以上の方法を用いて共振周波数を調整し、カラー112がスピーカユニット111の一部を収容するようにすればよい(図5参照)。
ただし、cは音速を表す。
ただし、cは音速を表す。
音響信号出力装置100が出力する低域の音はスピーカユニットから遠くなるほど聴こえにくくなる。これは、高域ではスピーカユニットから遠くなると逆相音と正相音の位相が揃わないために打ち消し合わないのに対して、低域ではスピーカユニットから遠くなっても逆相音と正相音の位相が比較的揃い打ち消し合ってしまうからである。そこで、低域において逆相音と正相音が打ち消し合う位置がスピーカユニットから遠い位置となるように調整するための部材(以下、バッフルという)をスピーカユニットに取り付けることにより、スピーカユニットの正面方向のスイートスポットとしたい位置を調整する(図6参照)。つまり、スピーカユニット111には、第1逆相音放音穴から放音される逆相音とスピーカユニット111から放音される正相音がスピーカユニット111の正面方向のスイートスポットとしたい位置において打ち消し合わないようにするための部材であるバッフル113が取り付けられていてもよい。図7、図8はいずれも音響信号出力装置100の構成を示す図であり、図7は音響信号出力装置100を側面方向から見た様子を示す図、図8は音響信号出力装置100を正面方向から見た様子を示す図である。
図7では、スピーカユニット111の正相音や逆相音を放音する部分、カラー112、バッフル113の形状はそれぞれコーン状、ボウル状、板状をしている。
なお、スピーカユニット111の正面となる平面とカラー112の正面となる平面とバッフル113の正面となる平面は、図7に示すように、略平行であるのが好ましい。図7では、当該3つの平面は略同一のものとなっている。
本発明の実施形態によれば、スピーカユニットの近傍という限られた領域においてスイートスポットを大きくすることが可能となる。
(変形例1)
図9に示す通り、カラー112には、逆相音をスピーカユニット111の正面方向以外の方向(つまり、側面方向や背面方向)に放音するための、第1逆相音放音穴とは異なる穴(以下、第2逆相音放音穴という)が設けられていてもよい。図9は音響信号出力装置100を側面方向から見た様子を示す図である。第2逆相音放音穴は、カラー112の外に逆相音が放出されるようにするためのものであれば、その形状は任意でよい。第2逆相音放音穴の形状は、例えば、切れ込み状であってもよい(図9(A)参照)。また、カラー112の側面に一定の間隔で第2逆相音放音穴を設けるようにしてもよい(図9(B)参照)。
図9に示す通り、カラー112には、逆相音をスピーカユニット111の正面方向以外の方向(つまり、側面方向や背面方向)に放音するための、第1逆相音放音穴とは異なる穴(以下、第2逆相音放音穴という)が設けられていてもよい。図9は音響信号出力装置100を側面方向から見た様子を示す図である。第2逆相音放音穴は、カラー112の外に逆相音が放出されるようにするためのものであれば、その形状は任意でよい。第2逆相音放音穴の形状は、例えば、切れ込み状であってもよい(図9(A)参照)。また、カラー112の側面に一定の間隔で第2逆相音放音穴を設けるようにしてもよい(図9(B)参照)。
逆相音が第2逆相音放音穴からカラー112の外に放音されることで、逆相音の音圧をスピーカユニット111の正面方向以外の方向に逃がすことができ、第1逆相音放音穴から放音される逆相音の波としての特性が変化する。スピーカユニット111の正面方向における逆相音と正相音の打ち消しが抑制されることにより、スピーカユニット111の正面方向のスイートスポットの大きさや指向性を制御することが可能となる。
(変形例2)
図10に示す通り、カラー112は、スピーカユニット111の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に延びる筒状の部材を備えるものであってもよいし、スピーカユニット111の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に筒状に延びるような形状であってもよい。図10は音響信号出力装置100を側面方向から見た様子を示す図である。例えば、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板とカラー112の形状はいずれも略円形であり、その中心は略同一であり、カラー112は、スピーカユニット111の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に延びる略円筒状の部材を備えるものやスピーカユニット111の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に略円筒状に延びるような形状でよい。
図10に示す通り、カラー112は、スピーカユニット111の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に延びる筒状の部材を備えるものであってもよいし、スピーカユニット111の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に筒状に延びるような形状であってもよい。図10は音響信号出力装置100を側面方向から見た様子を示す図である。例えば、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板とカラー112の形状はいずれも略円形であり、その中心は略同一であり、カラー112は、スピーカユニット111の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に延びる略円筒状の部材を備えるものやスピーカユニット111の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に略円筒状に延びるような形状でよい。
上記のようなカラー112を用いると、音がカラー112の外に漏れにくくなるため、スピーカユニット111の背面方向への音漏れを抑制することが可能となる。
(変形例3)
図11に示す通り、バッフル113は、スピーカユニット111の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に延びる筒状の部材を備えるものであってもよいし、スピーカユニット111の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に筒状に延びるような形状であってもよい。図11は音響信号出力装置100を側面方向から見た様子を示す図である。例えば、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板とバッフル113の形状はいずれも略円形であり、その中心は略同一であり、バッフル113は、スピーカユニット111の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に延びる略円筒状の部材を備えるものやスピーカユニット111の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に略円筒状に延びるような形状でよい。
図11に示す通り、バッフル113は、スピーカユニット111の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に延びる筒状の部材を備えるものであってもよいし、スピーカユニット111の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に筒状に延びるような形状であってもよい。図11は音響信号出力装置100を側面方向から見た様子を示す図である。例えば、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板とバッフル113の形状はいずれも略円形であり、その中心は略同一であり、バッフル113は、スピーカユニット111の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に延びる略円筒状の部材を備えるものやスピーカユニット111の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に略円筒状に延びるような形状でよい。
上記のようなバッフル113を用いると、逆相音と正相音がスピーカユニット111の正面方向のより遠い位置において合流することになるため、スピーカユニット111の正面方向のスイートスポットをスピーカユニット111からより遠い位置にすることが可能となる。
(変形例4)
図12に示す通り、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の形状は略円形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのカラー112の形状は略楕円形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の中心とカラー112の中心は略同一であるようにしてもよい。図12は音響信号出力装置100を正面方向から見た様子を示す図である。
図12に示す通り、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の形状は略円形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのカラー112の形状は略楕円形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の中心とカラー112の中心は略同一であるようにしてもよい。図12は音響信号出力装置100を正面方向から見た様子を示す図である。
上記のようなカラー112を用いると、スピーカユニット111の正面から見たときのカラー112の大きさが長径方向に大きくなり、スピーカユニット111の背面方向の音漏れを抑制することが可能となる。
(変形例5)
図13に示す通り、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の形状は略円形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのカラー112の形状とバッフル113の形状は略楕円形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の中心とカラー112の中心とバッフル113の中心は略同一であるようにしてもよい。また、スピーカユニット111の正面から見たときのカラー112の長径方向とバッフル113の長径方向は略平行であってもよい。図13は音響信号出力装置100を正面方向から見た様子を示す図である。
図13に示す通り、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の形状は略円形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのカラー112の形状とバッフル113の形状は略楕円形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の中心とカラー112の中心とバッフル113の中心は略同一であるようにしてもよい。また、スピーカユニット111の正面から見たときのカラー112の長径方向とバッフル113の長径方向は略平行であってもよい。図13は音響信号出力装置100を正面方向から見た様子を示す図である。
上記のようなカラー112とバッフル113を用いると、スピーカユニット111の正面から見たときのバッフル113の長径方向にスイートスポットを大きくすることが可能となる。
(変形例6)
図14に示す通り、カラー112には、当該カラー112が振動することを抑制するための部材である防振材が取り付けられていてもよい。図14は音響信号出力装置100を側面方向から見た様子を示す図である。カラー112が振動することを抑制するための部材として、吸音特性のある部材である吸音材を用いてもよい。
図14に示す通り、カラー112には、当該カラー112が振動することを抑制するための部材である防振材が取り付けられていてもよい。図14は音響信号出力装置100を側面方向から見た様子を示す図である。カラー112が振動することを抑制するための部材として、吸音特性のある部材である吸音材を用いてもよい。
防振材を取り付けることにより、カラーの振動が音漏れの原因となることを防ぐことが可能となる。
(変形例7)
スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の形状とカラー112の形状がそれぞれ略円形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の中心とカラー112の中心が略同一である場合、円の形状としての特徴、すなわち、円の中心から円周上の点までの距離が等しいという特徴から、スピーカユニット111の正面方向における高域や中域での共振の山谷が鋭くなり、ユーザの頭部の移動に伴う高域や中域の音の大きさの変化が気になることもある。そこで、高域や中域での共振の山谷が緩やかになるように、スピーカユニット111の正面から見たときのカラー112の形状を略正方形としてもよい。つまり、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の形状が略円形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのカラー112の形状が略正方形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の中心とカラー112の中心が略同一であるようにする(図15(A)参照)。カラーの形状を略正方形とすることで、中心から辺上の点までの距離が変化する。これにより、ユーザの頭部の移動に伴う高域や中域の音の大きさの変化が抑制され、聴きづらさや不快感を抑制することが可能となる。
スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の形状とカラー112の形状がそれぞれ略円形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の中心とカラー112の中心が略同一である場合、円の形状としての特徴、すなわち、円の中心から円周上の点までの距離が等しいという特徴から、スピーカユニット111の正面方向における高域や中域での共振の山谷が鋭くなり、ユーザの頭部の移動に伴う高域や中域の音の大きさの変化が気になることもある。そこで、高域や中域での共振の山谷が緩やかになるように、スピーカユニット111の正面から見たときのカラー112の形状を略正方形としてもよい。つまり、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の形状が略円形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのカラー112の形状が略正方形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の中心とカラー112の中心が略同一であるようにする(図15(A)参照)。カラーの形状を略正方形とすることで、中心から辺上の点までの距離が変化する。これにより、ユーザの頭部の移動に伴う高域や中域の音の大きさの変化が抑制され、聴きづらさや不快感を抑制することが可能となる。
また、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の中心とカラー112の中心が所定の距離ずれるようにしてもよい(図15(B)参照)。このようにすると、聴きづらさや不快感をより一層抑制することが可能となる。
なお、図15は音響信号出力装置100を正面方向から見た様子を示す図である。
(実験結果)
音響信号出力装置100のようにスピーカユニットの一部をカラーに収容すると、特許文献1の技術よりもスイートスポットを大きくすることができる。ここでは、音響信号出力装置100の音漏れに関する性能を検証する実験について説明する。音響信号出力装置100(図16(A)参照)、スピーカユニットのみを含む音響信号出力装置(図16(B)参照)、スピーカユニットと密閉型のスピーカボックスを含む音響信号出力装置(図16(C)参照)の音漏れに関する性能を比較検証する。
音響信号出力装置100のようにスピーカユニットの一部をカラーに収容すると、特許文献1の技術よりもスイートスポットを大きくすることができる。ここでは、音響信号出力装置100の音漏れに関する性能を検証する実験について説明する。音響信号出力装置100(図16(A)参照)、スピーカユニットのみを含む音響信号出力装置(図16(B)参照)、スピーカユニットと密閉型のスピーカボックスを含む音響信号出力装置(図16(C)参照)の音漏れに関する性能を比較検証する。
図17は、実験結果を示す。図17(A)、図17(B)、図17(C)は、それぞれ音響信号出力装置100、スピーカユニットのみを含む音響信号出力装置、スピーカユニットと密閉型のスピーカボックスを含む音響信号出力装置の音漏れの様子を示す図であり、横軸は周波数(単位はHz)、縦軸は音圧レベル(SPL(Sound Pressure Level)、単位はdB)である。図を見るとわかるように、音響信号出力装置100では3つの方向の音圧レベルを比べると、側面方向と背面方向において同程度に音漏れが抑制されていることがわかる。また、スピーカユニットのみを含む音響信号出力装置では背面方向の音漏れが十分に抑制されていないこと、スピーカユニットと密閉型のスピーカボックスを含む音響信号出力装置では側面方向の音漏れが十分に抑制されていないことがわかる。このことから、音響信号出力装置100では、ユーザがいる正面方向では音がしっかりと聴こえる一方で、側面方向と背面方向では音が聴きとりにくくなっており、当該ユーザのみに聴取させるための音響信号出力装置として好ましい性質を備えていることがわかる。
<第2実施形態>
第1実施形態では側面方向と背面方向の音漏れを抑制するためスピーカユニットの一部を収容するカラーを用いたが、側面方向からスピーカユニットを覆う形となるため、逆相音の位相反転の原因となる共振が起こることがある。そこで、本実施形態では、カラーの代わりに側面方向を開放した部材を用いる形態について説明する。
第1実施形態では側面方向と背面方向の音漏れを抑制するためスピーカユニットの一部を収容するカラーを用いたが、側面方向からスピーカユニットを覆う形となるため、逆相音の位相反転の原因となる共振が起こることがある。そこで、本実施形態では、カラーの代わりに側面方向を開放した部材を用いる形態について説明する。
以下、図18~図23を参照して音響信号出力装置200を説明する。図18、図19はいずれも音響信号出力装置200の構成を示す図であり、図18は音響信号出力装置200を側面方向から見た様子を示す図、図19は音響信号出力装置200を正面方向から見た様子を示す図である。図18に示すように音響信号出力装置200は、スピーカユニット111と、カラーバッフル212を含む。カラーバッフル212は、スピーカユニット111に取り付けられている部材である。なお、図18では、スピーカユニット111の正相音や逆相音を放音する部分、カラーバッフル212の形状はそれぞれコーン状、板状をしている。
なお、スピーカユニット111の正面となる平面とカラーバッフル212の正面となる平面は、図18に示すように、略平行であるのが好ましい。
カラーバッフル212はスピーカユニット111からスピーカユニット111の背面方向に放音される音である逆相音をスピーカユニット111の正面方向に回り込ませるための部材であり、カラーバッフル212は回り込んできた逆相音がスピーカユニット111の正面方向と側面方向に放音されるように、スピーカユニット111の正面方向と側面方向を開放した形状の部材である。スピーカユニット111の側面方向を開放した形状の部材であるカラーバッフル212を用いることで、逆相音の位相が反転する原因となる共振を防ぐことができる。
図20は、音響信号出力装置200が正相音と逆相音を放音する様子を示す図である。より詳しくは、音響信号出力装置200はスピーカユニット111からスピーカユニット111の正面方向に正相音を放音し、スピーカユニット111とカラーバッフル212の間の開放部からスピーカユニット111の正面方向と側面方向に逆相音を放音する。このとき、スピーカユニット111の近傍にいるユーザにのみ音が聴こえ、その他のユーザには音が聴こえないようにするために、スピーカユニット111の正面となる平面において、正相音と逆相音が略逆位相の関係になるのが好ましい。つまり、スピーカユニット111からスピーカユニット111の正面方向に放音される音である正相音とスピーカユニット111とカラーバッフル212の間の開放部からスピーカユニット111の正面方向に放音される逆相音が略逆位相の関係になるのが好ましい。
第1実施形態と同様、低域において逆相音と正相音が打ち消し合う位置がスピーカユニットから遠い位置となるように調整するための部材(以下、バッフルという)をスピーカユニットに取り付けることにより、スピーカユニットの正面方向のスイートスポットとしたい位置を調整するようにしてもよい(図21参照)。つまり、スピーカユニット111には、スピーカユニット111とカラーバッフル212の間の開放部から放音される逆相音とスピーカユニット111から放音される正相音がスピーカユニット111の正面方向のスイートスポットとしたい位置において打ち消し合わないようにするための部材であるバッフル113が取り付けられていてもよい。図22、図23はいずれも音響信号出力装置200の構成を示す図であり、図22は音響信号出力装置200を側面方向から見た様子を示す図、図23は音響信号出力装置200を正面方向から見た様子を示す図である。このとき、スピーカユニット111の正面から見たときのバッフル113の大きさは、スピーカユニット111の正面から見たときのカラーバッフル212の大きさより小さくするとよい。また、スピーカユニット111の正面から見たときのバッフル113の大きさは、スピーカユニット111の正面方向のスイートスポットとしたい位置を変更するためにユーザが調整できるようにしてもよい。なお、ユーザが調整できる範囲はスピーカユニット111の正面から見たときのカラーバッフル212の大きさを超えない範囲とするとよい。
図22では、スピーカユニット111の正相音や逆相音を放音する部分、カラーバッフル212、バッフル113の形状はそれぞれコーン状、板状、板状をしている。
なお、スピーカユニット111の正面となる平面とカラーバッフル212の正面となる平面とバッフル113の正面となる平面は、図22に示すように、略平行であるのが好ましい。図22では、スピーカユニット111の正面となる平面とバッフル113の正面となる平面は略同一のものとなっている。
本発明の実施形態によれば、スピーカユニットの近傍という限られた領域においてスイートスポットを大きくすることが可能となる。
(変形例1)
図24に示す通り、カラーバッフル212には、逆相音をスピーカユニット111の背面方向に放音するための穴(以下、逆相音放音穴という)が設けられていてもよい。図24は音響信号出力装置200を背面方向から見た様子を示す図である。逆相音放音穴は、カラーバッフル212の外に逆相音が放出されるようにするためのものであれば、その形状は任意でよい。逆相音放音穴の形状は、例えば、切れ込み状であってもよい(図24(A)参照)。また、カラーバッフル212に一定の間隔で逆相音放音穴を設けるようにしてもよい(図24(B)参照)。
図24に示す通り、カラーバッフル212には、逆相音をスピーカユニット111の背面方向に放音するための穴(以下、逆相音放音穴という)が設けられていてもよい。図24は音響信号出力装置200を背面方向から見た様子を示す図である。逆相音放音穴は、カラーバッフル212の外に逆相音が放出されるようにするためのものであれば、その形状は任意でよい。逆相音放音穴の形状は、例えば、切れ込み状であってもよい(図24(A)参照)。また、カラーバッフル212に一定の間隔で逆相音放音穴を設けるようにしてもよい(図24(B)参照)。
逆相音が逆相音放音穴からカラーバッフル212の外に放音されることで、逆相音の音圧をスピーカユニット111の背面方向に逃がすことができ、スピーカユニット111とカラーバッフル212の間の開放部から放音される逆相音の波としての特性が変化する。スピーカユニット111の正面方向における逆相音と正相音の打ち消しが抑制されることにより、スピーカユニット111の正面方向のスイートスポットの大きさや指向性を制御することが可能となる。
(変形例2)
図25に示す通り、カラーバッフル212は、カラーバッフル212の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に延びる筒状の部材を備えるものであってもよいし、カラーバッフル212の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に筒状に延びるような形状であってもよい。ただし、上記筒の長さは、スピーカユニット111の側面方向の開放が維持される程度の長さとする。図25は音響信号出力装置200を側面方向から見た様子を示す図である。例えば、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板とカラーバッフル212の形状はいずれも略円形であり、その中心は略同一であり、カラーバッフル212は、カラーバッフル212の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に延びる略円筒状の部材を備えるものやカラーバッフル212の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に略円筒状に延びるような形状でよい。
図25に示す通り、カラーバッフル212は、カラーバッフル212の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に延びる筒状の部材を備えるものであってもよいし、カラーバッフル212の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に筒状に延びるような形状であってもよい。ただし、上記筒の長さは、スピーカユニット111の側面方向の開放が維持される程度の長さとする。図25は音響信号出力装置200を側面方向から見た様子を示す図である。例えば、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板とカラーバッフル212の形状はいずれも略円形であり、その中心は略同一であり、カラーバッフル212は、カラーバッフル212の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に延びる略円筒状の部材を備えるものやカラーバッフル212の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に略円筒状に延びるような形状でよい。
上記のようなカラーバッフル212を用いると、音がカラーバッフル212の外に漏れにくくなるため、スピーカユニット111の背面方向への音漏れを抑制することが可能となる。
(変形例3)
図26に示す通り、バッフル113は、スピーカユニット111の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に延びる筒状の部材を備えるものであってもよいし、スピーカユニット111の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に筒状に延びるような形状であってもよい。図26は音響信号出力装置200を側面方向から見た様子を示す図である。例えば、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板とバッフル113の形状はいずれも略円形であり、その中心は略同一であり、バッフル113は、スピーカユニット111の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に延びる略円筒状の部材を備えるものやスピーカユニット111の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に略円筒状に延びるような形状でよい。
図26に示す通り、バッフル113は、スピーカユニット111の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に延びる筒状の部材を備えるものであってもよいし、スピーカユニット111の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に筒状に延びるような形状であってもよい。図26は音響信号出力装置200を側面方向から見た様子を示す図である。例えば、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板とバッフル113の形状はいずれも略円形であり、その中心は略同一であり、バッフル113は、スピーカユニット111の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に延びる略円筒状の部材を備えるものやスピーカユニット111の正面となる平面からスピーカユニット111の正面方向に略円筒状に延びるような形状でよい。
上記のようなバッフル113を用いると、逆相音と正相音がスピーカユニット111の正面方向のより遠い位置において合流することになるため、スピーカユニット111の正面方向のスイートスポットをスピーカユニット111からより遠い位置にすることが可能となる。
(変形例4)
図27に示す通り、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の形状は略円形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのカラーバッフル212の形状は略楕円形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の中心とカラーバッフル212の中心は略同一であるようにしてもよい。図27は音響信号出力装置200を正面方向から見た様子を示す図である。
図27に示す通り、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の形状は略円形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのカラーバッフル212の形状は略楕円形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の中心とカラーバッフル212の中心は略同一であるようにしてもよい。図27は音響信号出力装置200を正面方向から見た様子を示す図である。
上記のようなカラーバッフル212を用いると、スピーカユニット111の正面から見たときのカラーバッフル212の大きさが長径方向に大きくなり、スピーカユニット111の背面方向の音漏れを抑制することが可能となる。
(変形例5)
図28に示す通り、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の形状は略円形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのカラーバッフル212の形状とバッフル113の形状は略楕円形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の中心とカラーバッフル212の中心とバッフル113の中心は略同一であるようにしてもよい。また、スピーカユニット111の正面から見たときのカラーバッフル212の長径方向とバッフル113の長径方向は略平行であってもよい。図28は音響信号出力装置200を正面方向から見た様子を示す図である。
図28に示す通り、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の形状は略円形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのカラーバッフル212の形状とバッフル113の形状は略楕円形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の中心とカラーバッフル212の中心とバッフル113の中心は略同一であるようにしてもよい。また、スピーカユニット111の正面から見たときのカラーバッフル212の長径方向とバッフル113の長径方向は略平行であってもよい。図28は音響信号出力装置200を正面方向から見た様子を示す図である。
上記のようなカラーバッフル212とバッフル113を用いると、スピーカユニット111の正面から見たときのバッフル113の長径方向にスイートスポットを大きくすることが可能となる。
(変形例6)
図29に示す通り、カラーバッフル212には、当該カラーバッフル212が振動することを抑制するための部材である防振材が取り付けられていてもよい。図29は音響信号出力装置200を側面方向から見た様子を示す図である。カラーバッフル212が振動することを抑制するための部材として、吸音特性のある部材である吸音材を用いてもよい。
図29に示す通り、カラーバッフル212には、当該カラーバッフル212が振動することを抑制するための部材である防振材が取り付けられていてもよい。図29は音響信号出力装置200を側面方向から見た様子を示す図である。カラーバッフル212が振動することを抑制するための部材として、吸音特性のある部材である吸音材を用いてもよい。
防振材を取り付けることにより、カラーバッフルの振動が音漏れの原因となることを防ぐことが可能となる。
(変形例7)
第1実施形態の変形例7と同様、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の形状が略円形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのカラーバッフル212の形状が略正方形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の中心とカラーバッフル212の中心が略同一であるようにしてもよい(図30(A)参照)。カラーの形状を略正方形とすることで、中心から辺上の点までの距離が変化する。これにより、ユーザの頭部の移動に伴う高域や中域の音の大きさの変化が抑制され、聴きづらさや不快感を抑制することが可能となる。
第1実施形態の変形例7と同様、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の形状が略円形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのカラーバッフル212の形状が略正方形であり、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の中心とカラーバッフル212の中心が略同一であるようにしてもよい(図30(A)参照)。カラーの形状を略正方形とすることで、中心から辺上の点までの距離が変化する。これにより、ユーザの頭部の移動に伴う高域や中域の音の大きさの変化が抑制され、聴きづらさや不快感を抑制することが可能となる。
また、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板の中心とカラーバッフル212の中心が所定の距離ずれるようにしてもよい(図30(B)参照)。このようにすると、聴きづらさや不快感をより一層抑制することが可能となる。
なお、図30は音響信号出力装置200を正面方向から見た様子を示す図である。
(実験結果)
ここでは、音響信号出力装置200の音漏れに関する性能を検証する実験について説明する。バッフルサイズが小さい音響信号出力装置200(図31(A)参照)、バッフルサイズが中くらいの音響信号出力装置200(図31(B)参照)、バッフルサイズが大きい音響信号出力装置200(図31(C)参照)の音漏れに関する性能を比較検証する。スピーカユニットの正面から見たときの各音響信号出力装置200のバッフル、カラーバッフルの形状はいずれも正方形である。ここで、バッフルサイズ、カラーバッフルサイズとはいずれも正方形の1辺の長さのことであり、各音響信号出力装置200のバッフルサイズは9cm、13cm、17cm、カラーバッフルサイズはいずれも17cmである。
ここでは、音響信号出力装置200の音漏れに関する性能を検証する実験について説明する。バッフルサイズが小さい音響信号出力装置200(図31(A)参照)、バッフルサイズが中くらいの音響信号出力装置200(図31(B)参照)、バッフルサイズが大きい音響信号出力装置200(図31(C)参照)の音漏れに関する性能を比較検証する。スピーカユニットの正面から見たときの各音響信号出力装置200のバッフル、カラーバッフルの形状はいずれも正方形である。ここで、バッフルサイズ、カラーバッフルサイズとはいずれも正方形の1辺の長さのことであり、各音響信号出力装置200のバッフルサイズは9cm、13cm、17cm、カラーバッフルサイズはいずれも17cmである。
図32は、実験結果を示す。図32(A)、図32(B)、図32(C)は、それぞれバッフルサイズが小さい音響信号出力装置200、バッフルサイズが中くらいの音響信号出力装置200、バッフルサイズが大きい音響信号出力装置200の音漏れの様子を示す図であり、横軸は周波数(単位はHz)、縦軸は音圧レベル(SPL(Sound Pressure Level)、単位はdB)である。3つの図を比較して見るとわかるように、側面方向と背面方向の音漏れを低減するためには、カラーバッフルのサイズに比べてバッフルのサイズが小さい方が好ましいことがわかる。
<第3実施形態>
第1実施形態ではスピーカユニットを1つしか用いないため、スイートスポットが狭いことがある。そこで、本実施形態では、複数のスピーカユニットを用いる形態について説明する。
第1実施形態ではスピーカユニットを1つしか用いないため、スイートスポットが狭いことがある。そこで、本実施形態では、複数のスピーカユニットを用いる形態について説明する。
以下、図33~図36を参照して音響信号出力装置300を説明する。図33、図34はいずれも音響信号出力装置300の構成を示す図であり、図33は音響信号出力装置300を側面方向から見た様子を示す図、図34は音響信号出力装置300を正面方向から見た様子を示す図である。図33に示すように音響信号出力装置300は、2つのスピーカユニット111で構成されるスピーカユニットペア311と、カラー312と、バッフル313を含む。スピーカユニットペア311を構成する2つのスピーカユニット111の音響特性は略同一であり、同一の音響信号が入力される。また、スピーカユニットペア311を構成する2つのスピーカユニット111の正面は、例えば略同一平面上にある。カラー312は、スピーカユニットペア311の一部を収容している筐体である。なお、図33においてスピーカユニット111の一部(カラー312に収容されている部分)は側面方向から見えないため、点線にて記載している。また、図33では、スピーカユニット111の正相音や逆相音を放音する部分、カラー312の形状、バッフル313の形状はそれぞれコーン状、細長いボウル状、板状をしている。
なお、スピーカユニットペア311の正面となる平面とカラー312の正面となる平面とバッフル313の正面となる平面は、図33に示すように、略平行であるのが好ましい。図33では、当該3つの平面は略同一のものとなっている。
カラー312はスピーカユニットペア311を構成する2つのスピーカユニット111からスピーカユニットペア311の背面方向に放音される音である逆相音をスピーカユニットペア311の正面方向に回り込ませるための筐体であり、カラー312には回り込んできた逆相音をスピーカユニットペア311の正面方向に放音するための穴(以下、第1逆相音放音穴という)が設けられている。なお、図33において第1逆相音放音穴は側面方向から見えないため、破線にて記載している。
図35は、音響信号出力装置300が正相音と逆相音を放音する様子を示す図である。より詳しくは、音響信号出力装置300はスピーカユニット111からスピーカユニットペア311の正面方向に正相音を放音し、第1逆相音放音穴からスピーカユニットペア311の正面方向に逆相音を放音する。このとき、スピーカユニットペア311の近傍にいるユーザにのみ音が聴こえ、その他のユーザには音が聴こえないようにするために、スピーカユニット111の正面となる平面において、正相音と逆相音が略逆位相の関係になるのが好ましい。つまり、スピーカユニット111からスピーカユニットペア311の正面方向に放音される音である正相音と第1逆相音放音穴からスピーカユニットペア311の正面方向に放音される逆相音が略逆位相の関係になるのが好ましい。より詳しくは、スピーカユニットペア311の正面方向における所定の周波数帯域において、スピーカユニット111からスピーカユニットペア311の正面方向に放音される正相音と第1逆相音放音穴からスピーカユニットペア311の正面方向に放音される逆相音が略逆位相の関係になるのが好ましい。ここで、所定の周波数帯域は、スピーカユニットペア311、バッフル313との間にできるカラー312の内部空間の共振が起こる周波数(以下、共振周波数という)以下の帯域であることが望ましい。
そのために、カラー312は、スピーカユニットペア311の正面方向における所定の周波数帯域において、第1逆相音放音穴からスピーカユニットペア311の正面方向に放音される逆相音がスピーカユニット111からスピーカユニットペア311の正面方向に放音される正相音と略逆位相の関係になるように、逆相音を放音するためのスピーカユニットペア311を構成する各スピーカユニット111の穴から第1逆相音放音穴までの経路が短く、かつ、スピーカユニットペア311、バッフル313との間にできるカラー312の内部空間の共振周波数が高くなるような形で、スピーカユニット111の一部を収容する。逆相音を放音するためのスピーカユニット111の穴から第1逆相音放音穴までの経路を短くなるようにするには、スピーカユニット111がダイナミックスピーカに用いられるスピーカユニットであれば、スピーカユニット111を構成するマグネット部をカラー312に収容しないようにすればよい。また、スピーカユニットペア311、バッフル313との間にできるカラー312の内部空間の共振周波数が高くなるようにするには、第1実施形態と同様、ヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数fHに関する式(1)を考慮して、第1逆相音放音穴の面積Sを大きくする、内部空間の体積Vを小さくする、第1逆相音放音穴の長さLを短くするという3つの方法のうち1つ以上の方法を用いて共振周波数を調整し、カラー312がスピーカユニットペア311の一部を収容するようにすればよい(図36参照)。
スピーカユニットペア311には、第1逆相音放音穴から放音される逆相音とスピーカユニットペア311を構成する2つのスピーカユニット111からスピーカユニットペア311の正面方向に放音される音である正相音がスピーカユニットペア311の正面方向のスイートスポットとしたい位置において打ち消し合わないようにするための部材であるバッフル313が取り付けられている。また、バッフル313は、スピーカユニットペア311を構成する各スピーカユニット111の正面方向の間の領域をスイートスポットとするため、スピーカユニットペア311に取り付けられている。そのため、例えば、バッフル313は、スピーカユニットペア311を構成する一方のスピーカユニット111と他方のスピーカユニット111の対向する側同士をつなぐような形で、スピーカユニットペア311に取り付けられている。これにより、スピーカユニット111には、他方のスピーカユニット111の対向する側にはバッフル313が取り付けられている一方で、他方のスピーカユニット111の対向する側と反対側にはバッフル313が取り付けられていないことになり、音響信号出力装置100と同様、側面方向と背面方向の音漏れを低減することが可能となる。なお、カラー312により逆相音がスピーカユニットペア311の正面方向に回り込むため、スピーカユニットペア311の背面方向における高域での音漏れを低減することも可能となる。
本発明の実施形態によれば、スピーカユニットの近傍という限られた領域においてスイートスポットを大きくすることが可能となる。また、特許文献1では聴きとりにくいスピーカユニットの正面方向の間の領域をスイートスポットにすることが可能となる。
(変形例1)
以下、スピーカユニットペア311の正面から見たときにスピーカユニットペア311を構成する2つスピーカユニット111を結ぶ方向をバッフル313の縦方向、スピーカユニットペア311の正面から見たときにスピーカユニットペア311を構成する2つスピーカユニット111を結ぶ方向と垂直な方向をバッフル313の横方向ということとする(図37参照)。
以下、スピーカユニットペア311の正面から見たときにスピーカユニットペア311を構成する2つスピーカユニット111を結ぶ方向をバッフル313の縦方向、スピーカユニットペア311の正面から見たときにスピーカユニットペア311を構成する2つスピーカユニット111を結ぶ方向と垂直な方向をバッフル313の横方向ということとする(図37参照)。
上述の通り、バッフル313は、スピーカユニットペア311を構成する各スピーカユニット111の正面方向の間の領域をスイートスポットとするため、スピーカユニットペア311に取り付けられている。スピーカユニットペア311を構成する各スピーカユニット111の正面方向の間のスイートスポットの大きさは、バッフル313の縦方向の長さと横方向の長さに依存する。つまり、バッフル313の縦方向の長さを長くすると、スイートスポットの大きさは縦方向に大きくなるし、バッフル313の横方向の長さを長くすると、スイートスポットの大きさは横方向に大きくなる。したがって、バッフル313の縦方向の長さ、バッフル313の横方向の長さはいずれもスイートスポットとしたいスピーカユニットペア311を構成する各スピーカユニット111の正面方向の間の領域の大きさに応じて決定するようしてもよい。
図38に示すように、2つスピーカユニット111をつなぐバッフル313の縦方向の長さを長めに取り、2つスピーカユニット111を離して設置することにより、スピーカユニットペア311の正面方向のスイートスポットを大きくすることが可能となる。
また、図39に示すように、カラー312とバッフル313が接するようにバッフル313の横方向の長さを長めに取る形で、バッフル313を設置することにより、スピーカユニットペア311の正面方向のスイートスポットを大きくすることが可能となる。このとき、あわせてスイートスポットをスピーカユニットペア311の正面からより遠い位置にすることが可能となる。
(変形例2)
図40に示す通り、スピーカユニットペア311を構成する各スピーカユニット111の正面となる平面が同一平面上にないように、各スピーカユニット111を配置してもよい。図40の例では、2つのスピーカユニット111の正面方向のなす角が45度より小さい鋭角となるように2つのスピーカユニット111を配置している。
図40に示す通り、スピーカユニットペア311を構成する各スピーカユニット111の正面となる平面が同一平面上にないように、各スピーカユニット111を配置してもよい。図40の例では、2つのスピーカユニット111の正面方向のなす角が45度より小さい鋭角となるように2つのスピーカユニット111を配置している。
(変形例3)
図41に示すように、音響信号出力装置300に含まれるスピーカユニットの数を例えば4としてもよい。
図41に示すように、音響信号出力装置300に含まれるスピーカユニットの数を例えば4としてもよい。
上述した変形例のように、バッフル313の縦方向の長さ、バッフル313の横方向の長さ、2つのスピーカユニット111の正面方向のなす角、音響信号出力装置300に含まれるスピーカユニットの数を調整することにより、スイートスポットの大きさを調整することが可能となる。
<第4実施形態>
音響信号出力装置100を2つ用いてステレオ音響信号を再生する場合、各チャネルの音が聴こえる範囲は音響信号出力装置100のスイートスポットと同じになるため、スイートスポットの大きさが十分でないことがある。また、音響信号出力装置300を2つ用いてステレオ音響信号を再生する場合、スピーカユニットが4つ必要となるため、設置に必要な場所が大きくなる。そこで、本実施形態では、音響信号出力装置100を2つ用いる場合よりもスイートスポットが大きくなるような、1つの音響信号出力装置300を用いたステレオ音響信号の再生形態について説明する。
音響信号出力装置100を2つ用いてステレオ音響信号を再生する場合、各チャネルの音が聴こえる範囲は音響信号出力装置100のスイートスポットと同じになるため、スイートスポットの大きさが十分でないことがある。また、音響信号出力装置300を2つ用いてステレオ音響信号を再生する場合、スピーカユニットが4つ必要となるため、設置に必要な場所が大きくなる。そこで、本実施形態では、音響信号出力装置100を2つ用いる場合よりもスイートスポットが大きくなるような、1つの音響信号出力装置300を用いたステレオ音響信号の再生形態について説明する。
以下、図42を参照して音響信号出力装置400を説明する。図42は、音響信号出力装置400の構成を示す図である。図42に示すように音響信号出力装置400は、2つのスピーカユニット111で構成されるスピーカユニットペア311と、カラー312と、バッフル313と音響信号生成部420を含む。つまり、音響信号出力装置400は、さらに音響信号生成部420を含む点においてのみ音響信号出力装置300と異なる。なお、音響信号生成部420は、例えば汎用コンピュータを用いて構成することができる。音響信号生成部420の機能を実現するためのプログラムを外部記憶装置やROMなどに記憶し、プログラムと当該プログラムの処理に必要なデータを必要に応じてRAMに読み込み、適宜にCPUで処理することで、音響信号生成部420は汎用コンピュータにより実現される。つまり、音響信号生成部420は、処理回路(Processing Circuitry)により構成されてもよい。
音響信号生成部420は、右チャネル用音響信号と左チャネル用音響信号を入力とし、右チャネル用音響信号と左チャネル用音響信号を用いて第1出力音響信号と第2出力音響信号を生成し、スピーカユニットペア311を構成する一方のスピーカユニット111に第1出力音響信号を出力し、スピーカユニットペア311を構成する他方のスピーカユニット111に第2出力音響信号を出力する構成部である。音響信号生成部420は、入力された右チャネル用音響信号と左チャネル用音響信号を信号処理することなくそのまま出力してもよい。つまり、第1出力音響信号は右チャネル用音響信号であり、第2出力音響信号は左チャネル用音響信号である。このようにすると、一般的なステレオ音源では、低域においてはチャネル間の相関が高いため、スイートスポットを大きくしつつ、正面方向のより遠い位置での音漏れや側面方向と背面方向の音漏れが抑制される。一方、高域においては低域ほどチャネル間の相関が高くない。しかし、高域の音は低域の音より直進性が強くなるため、側面方向と背面方向の音漏れが抑制される。
また、音響信号生成部420は、入力された右チャネル用音響信号と左チャネル用音響信号からスイートスポットの大きさを大きくするような音響信号として第1出力音響信号と第2出力音響信号を生成し、出力してもよい。そのために、音響信号生成部420は、入力された右チャネル用音響信号と左チャネル用音響信号を混合して新たな音響信号を得る信号処理を行うことにより、第1出力音響信号と第2出力音響信号を生成する。例えば、r(ただし、rは0<r<1を満たす)を混合係数とし、音響信号生成部420は、右チャネル用音響信号と左チャネル用音響信号をr:1-rの割合で混合して得られる音響信号を第1出力音響信号、右チャネル用音響信号と左チャネル用音響信号を1-r:rの割合で混合して得られる音響信号を第2出力音響信号として生成する。つまり、第1出力音響信号=右チャネル用音響信号×r+左チャネル用音響信号×(1-r)、第2出力音響信号=右チャネル用音響信号×(1-r)+左チャネル用音響信号×rにより、第1出力音響信号と第2出力音響信号を生成する。なお、混合係数rを周波数に依存する値とし、周波数ごとに異なる混合係数を用いるようにしてもよい。
本発明の実施形態によれば、スピーカユニットの近傍という限られた領域においてスイートスポットを大きくすることが可能となる。右チャネル用音響信号と左チャネル用音響信号を入力とすることにより、スイートスポットを大きくすることが可能となる。
<第5実施形態>
第1実施形態で述べたように、低域ではスピーカユニットから遠くなっても逆相音と正相音の位相が比較的揃い打ち消し合ってしまうため、低域の音が弱いと感じることがある。そこで、本実施形態では、低域再生用のスピーカユニットであるウーファと高域再生用のスピーカユニットであるツイータを用いる形態について説明する。
第1実施形態で述べたように、低域ではスピーカユニットから遠くなっても逆相音と正相音の位相が比較的揃い打ち消し合ってしまうため、低域の音が弱いと感じることがある。そこで、本実施形態では、低域再生用のスピーカユニットであるウーファと高域再生用のスピーカユニットであるツイータを用いる形態について説明する。
以下、図43~図45を参照して音響信号出力装置500を説明する。図43、図44はいずれも音響信号出力装置500の構成を示す図であり、図43は音響信号出力装置500を側面方向から見た様子を示す図、図44は音響信号出力装置500を正面方向から見た様子を示す図である。図43に示すように音響信号出力装置500は、第1音響信号出力部510と第2音響信号出力部520を含む。第1音響信号出力部510は、低域の音を再生するためのスピーカユニットであるウーファ511と、第1カラー512を含む。第1カラー512は、ウーファ511の一部を収容している筐体である。また、第2音響信号出力部520は、高域の音を再生するためのスピーカユニットであるツイータ521と、第2カラー522を含む。第2カラー522は、ツイータ521の一部を収容している筐体である。なお、図43においてウーファ511の一部(第1カラー512に収容されている部分)、ツイータ521の一部(第2カラー522に収容されている部分)はいずれも側面方向から見えないため、点線にて記載している。また、図43では、ウーファ511の正相音や逆相音を放音する部分、第1カラー512の形状はそれぞれコーン状、ボウル状をしている。同様に、ツイータ521の正相音や逆相音を放音する部分、第2カラー522の形状はそれぞれコーン状、ボウル状をしている。
なお、ウーファ511の正面となる平面と第1カラー512の正面となる平面は、図43に示すように、略平行であるのが好ましい。同様に、ツイータ521の正面となる平面と第2カラー522の正面となる平面も、図43に示すように、略平行であるのが好ましい。図43では、当該4つの平面は略同一のものとなっている。
第1カラー512はウーファ511からウーファ511の背面方向に放音される音である逆相音(以下、第1逆相音という)をウーファ511の正面方向に回り込ませるための筐体であり、第1カラー512には回り込んできた第1逆相音をウーファ511の正面方向に放音するための穴(以下、第1逆相音放音穴という)が設けられている。また、第2カラー522はツイータ521からツイータ521の背面方向に放音される音である逆相音(以下、第2逆相音という)をツイータ521の正面方向に回り込ませるための筐体であり、第2カラー522には回り込んできた第2逆相音をツイータ521の正面方向に放音するための穴(以下、第2逆相音放音穴という)が設けられている。なお、図43において第1逆相音放音穴、第2逆相音放音穴はいずれも側面方向から見えないため、破線にて記載している。
第1カラー512は、ウーファ511の正面方向における所定の周波数帯域において、第1逆相音放音穴から放音される第1逆相音がウーファ511からウーファ511の正面方向に放音される音(以下、第1正相音という)と略逆位相の関係になるように、第1逆相音を放音するためのウーファ511の穴から第1逆相音放音穴までの経路が短く、かつ、ウーファ511との間にできる第1カラー512の内部空間の共振が起こる周波数(以下、共振周波数という)が高くなるような形で、ウーファ511の一部を収容する。なお、所定の周波数帯域は、ウーファ511との間にできる第1カラー512の内部空間の共振周波数以下の帯域であることが望ましい。第1逆相音を放音するためのウーファ511の穴から第1逆相音放音穴までの経路を短くなるようにするには、スウーファ511がダイナミックスピーカに用いられるウーファであれば、ウーファ511を構成するマグネット部を第1カラー512に収容しないようにすればよい。また、ウーファ511との間にできる第1カラー512の内部空間の共振周波数が高くなるようにするには、ヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数fHに関する式(1)を考慮して、第1逆相音放音穴の面積Sを大きくする、内部空間の体積Vを小さくする、第1逆相音放音穴の長さLを短くするという3つの方法のうち1つ以上の方法を用いて共振周波数を調整し、第1カラー512がウーファ511の一部を収容するようにすればよい。また、第2カラー522は、ツイータ521の正面方向における所定の周波数帯域において、第2逆相音放音穴から放音される第2逆相音がツイータ521からツイータ521の正面方向に放音される音(以下、第2正相音という)と略逆位相の関係になるように、第2逆相音を放音するためのツイータ521の穴から第2逆相音放音穴までの経路が短く、かつ、ツイータ521との間にできる第2カラー522の内部空間の共振が起こる周波数(以下、共振周波数という)が高くなるような形で、ツイータ521の一部を収容する。なお、所定の周波数帯域は、ツイータ521との間にできる第2カラー522の内部空間の共振周波数以下の帯域であることが望ましい。第2逆相音を放音するためのツイータ521の穴から第2逆相音放音穴までの経路を短くなるようにするには、ツイータ521がダイナミックスピーカに用いられるツイータであれば、ツイータ521を構成するマグネット部を第2カラー522に収容しないようにすればよい。また、ツイータ521との間にできる第2カラー522の内部空間の共振周波数が高くなるようにするには、ヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数fHに関する式(1)を考慮して、第2逆相音放音穴の面積Sを大きくする、内部空間の体積Vを小さくする、第2逆相音放音穴の長さLを短くするという3つの方法のうち1つ以上の方法を用いて共振周波数を調整し、第2カラー522がツイータ521の一部を収容するようにすればよい。
第2音響信号出力部520は、音漏れを抑制するために、ユーザの耳の近くに設置される。例えば、第2音響信号出力部520は2つあり、一方は右チャネル音響信号を放音するためのものであり、他方は左チャネル音響信号を放音するためのものである。このとき、右チャネル音響信号を放音するための第2音響信号出力部520はユーザの右耳の近くに、左チャネル音響信号を放音するための第2音響信号出力部520はユーザの左耳の近くに設置するようにすればよい。
第1実施形態と同様、低域において逆相音と正相音が打ち消し合う位置がウーファから遠い位置となるように調整するための部材(以下、バッフルという)をウーファに取り付けることにより、ウーファの正面方向のスイートスポットとしたい位置を調整するようにしてもよい。つまり、ウーファ511には、第1逆相音放音穴から放音される第1逆相音とウーファ511から放音される第1正相音がウーファ511の正面方向のスイートスポットとしたい位置において打ち消し合わないようにするための部材である第1バッフル(図示しない)が取り付けられていてもよい。
また、側面方向と背面方向の音漏れを抑制するために、ウーファと同様、バッフルをツイータに取り付けてもよい。つまり、ツイータ521には、ツイータ521の側面方向や背面方向の音漏れを抑制するための部材である第2バッフル(図示しない)が取り付けられていてもよい。
なお、300Hz程度の低域の音を再生するスピーカユニットをウーファ511として用いると、第1バッフルを備える第1音響信号出力部510は、再生用電圧を高くすることで、ウーファ511の近傍において低域の音を十分に得ることができる。また、30mm程度の口径のスピーカユニットをツイータ521として用い、第2バッフルを備える第2音響信号出力部520をユーザの耳元に近い位置に設置することで、音漏れを抑制することができる。
図45は車の座席のヘッドレストに設置する車載用音響信号出力装置500の一例である。図45(A)はむき出しの状態、図45(B)はカバーを付けた状態である。図45に示すように、車載用音響信号出力装置500は中央に大型のウーファを配置し、その右下及び左下にそれぞれ小型のツイータを配置する。このような配置形態とすることで、ユーザの頭部の真後ろに大型のウーファがくることにより、低域の音の打ち消しが抑制され、ユーザは低域の音がより聴きとりやすくなる。
本発明の実施形態によれば、スピーカユニットの近傍という限られた領域においてスイートスポットを大きくすることが可能となる。ウーファーとツイータの2ウェイ構成とすることで、ウーファーによる低域の増強を可能とする。具体的には、打ち消しが大きく聴き取りにくくなりやすい低域の音を再生するためのウーファーをツイータと独立して駆動させることで、ツイータに比べて大きな電圧をかけることが可能となり、ウーファーの出力を大きくすることが可能となる。また、ツイータで対応する帯域を高域に絞りかつ当該ツイータのサイズを小さくし、音漏れを抑制しにくい高域の音をユーザの耳元近くのみで再生することで、音漏れを抑制することが可能となる。
<第6実施形態>
静寂が求められる空間である寝室に音響信号出力装置100を設置する場合、隣で寝ている家族には聴こえないようにするために、音が聴こえる領域を容易に変更できると便利である。そこで、本実施形態では、音響信号出力装置100の正面方向を容易に変更することができるようにするための部材を取り付けた形態について説明する。
静寂が求められる空間である寝室に音響信号出力装置100を設置する場合、隣で寝ている家族には聴こえないようにするために、音が聴こえる領域を容易に変更できると便利である。そこで、本実施形態では、音響信号出力装置100の正面方向を容易に変更することができるようにするための部材を取り付けた形態について説明する。
以下、図46~図48を参照して音響信号出力装置600を説明する。図46、図47はいずれも音響信号出力装置600の構成を示す図であり、図46は音響信号出力装置600を側面方向から見た様子を示す図、図47は音響信号出力装置600を正面方向から見た様子を示す図である。図46に示すように音響信号出力装置600は、音響信号出力部610と、方向調整部614を含む。音響信号出力部610は、スピーカユニット111と、カラー112を含む。カラー112は、スピーカユニット111の一部を収容している筐体である。
カラー112はスピーカユニット111からスピーカユニット111の背面方向に放音される音である逆相音をスピーカユニット111の正面方向に回り込ませるための筐体であり、カラー112には回り込んできた逆相音をスピーカユニット111の正面方向に放音するための穴(以下、第1逆相音放音穴という)が設けられている。
カラー112は、スピーカユニット111の正面方向における所定の周波数帯域において、第1逆相音放音穴からスピーカユニット111の正面方向に放音される逆相音がスピーカユニット111からスピーカユニット111の正面方向に放音される正相音と略逆位相の関係になるように、逆相音を放音するためのスピーカユニット111の穴から第1逆相音放音穴までの経路が短く、かつ、スピーカユニット111との間にできるカラー112の内部空間の共振が起こる周波数(以下、共振周波数という)が高くなるような形で、スピーカユニット111の一部を収容する。なお、所定の周波数帯域は、スピーカユニット111との間にできるカラー112の内部空間の共振周波数以下の帯域であることが望ましい。逆相音を放音するためのスピーカユニット111の穴から第1逆相音放音穴までの経路を短くなるようにするには、スピーカユニット111がダイナミックスピーカに用いられるスピーカユニットであれば、スピーカユニット111を構成するマグネット部をカラー112に収容しないようにすればよい。また、スピーカユニット111との間にできるカラー112の内部空間の共振周波数が高くなるようにするには、ヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数fHに関する式(1)を考慮して、第1逆相音放音穴の面積Sを大きくする、内部空間の体積Vを小さくする、第1逆相音放音穴の長さLを短くするという3つの方法のうち1つ以上の方法を用いて共振周波数を調整し、カラー112がスピーカユニット111の一部を収容するようにすればよい。
方向調整部614は、音響信号出力部610の正面方向を変更するため、音響信号出力部610に取り付けられている部材である。ユーザが方向調整部614を調整することにより、音漏れを抑制したい領域を変更することができる。方向調整部614は、例えば、デスクライトのアームのような部材でよい(図46参照)。また、方向調整部614は、図48(A)に示すような音響信号出力部610の周囲を囲むように取り付けられるフレームのような部材であってもよい。なお、音響信号出力装置600は2以上の音響信号出力部610を含むものであってもよく、この場合、音響信号出力部610それぞれに方向調整部614を取り付け、音響信号出力部610の正面方向を変えられるようにしてもよい(図48(B)参照)。
音が聴こえない領域は、音響信号出力部610の側面方向に形成される。したがって、音を聴かせたくないユーザが音響信号出力部610の側面方向に位置するように、方向調整部614を用いて音響信号出力部610の正面方向を変更すると、当該ユーザに音が聴こえないようにすることができる。
第1実施形態と同様、低域において逆相音と正相音が打ち消し合う位置がスピーカユニットから遠い位置となるように調整するための部材(以下、バッフルという)をスピーカユニットに取り付けることにより、スピーカユニットの正面方向のスイートスポットとしたい位置を調整するようにしてもよい。つまり、スピーカユニット111には、第1逆相音放音穴から放音される逆相音とスピーカユニット111から放音される正相音がスピーカユニット111の正面方向のスイートスポットとしたい位置において打ち消し合わないようにするための部材であるバッフル113が取り付けられていてもよい。
本発明の実施形態によれば、スピーカユニットの近傍という限られた領域においてスイートスポットを大きくすることが可能となる。音響信号出力部610の正面方向を調整することにより、音漏れを抑制したい領域をユーザが変更することが可能となる。
<第7実施形態>
第1実施形態では、背面方向の音漏れ、特に高域の音漏れが気になることもある。そこで、本実施形態では、背面方向の音漏れを抑制する形態について説明する。
第1実施形態では、背面方向の音漏れ、特に高域の音漏れが気になることもある。そこで、本実施形態では、背面方向の音漏れを抑制する形態について説明する。
以下、図49~図52を参照して音響信号出力装置700を説明する。図49、図50はいずれも音響信号出力装置700の構成を示す図であり、図49は音響信号出力装置700を側面方向から見た様子を示す図、図50は音響信号出力装置700を正面方向から見た様子を示す図である。図49に示すように音響信号出力装置700は、スピーカユニット111と、カラー112と、リングカラー714を含む。カラー112は、スピーカユニット111の一部を収容している筐体である。リングカラー714は、カラー112の側面方向の周囲を覆うことができる大きさを有するリング状の部材である。リングカラー714は、カラー112の側面方向の周囲を覆うことができる大きさを有するのであれば、その形状は任意でよい。スピーカユニット111の正面から見たときのリングカラー714の形状は、例えば、略円形であってもよいし、略楕円形であってもよい。なお、カラー112とリングカラー714の間には、隙間を埋めるための部材であるバッフル(図示しない)が取り付けられていてもよい。この場合、スピーカユニット111の背面方向の音漏れを抑制することが可能となる。その一方で、カラー112とリングカラー714の間には、隙間を設けるようにしてもよい。この場合、カラー112とリングカラー714の間からスピーカユニット111の背面方向に音が抜けることができ、その結果音漏れを抑制することが可能となる。また、図51に示すように、リングカラー714は、照明機能を有するものであってもよい。
また、例えば、スピーカユニット111の正面から見たときのスピーカユニット111の振動板とリングカラー714の形状はいずれも略円形であり、その中心は略同一であり、リングカラー714は、スピーカユニット111の側面方向に位置するように配置されてもよいし(図49参照)、スピーカユニット111の正面となる平面から見てスピーカユニット111の正面方向に位置するように配置されてもよい(図52参照)。
なお、スピーカユニット111の正面となる平面とカラー112の正面となる平面とリングカラー714の正面となる平面は、図49に示すように、略平行であるのが好ましい。図49では、スピーカユニット111の正面となる平面とカラー112の正面となる平面は略同一のものとなっている。
カラー112はスピーカユニット111からスピーカユニット111の背面方向に放音される音である逆相音をスピーカユニット111の正面方向に回り込ませるための筐体であり、カラー112には回り込んできた逆相音をスピーカユニット111の正面方向に放音するための穴(以下、第1逆相音放音穴という)が設けられている。
カラー112は、スピーカユニット111の正面方向における所定の周波数帯域において、第1逆相音放音穴からスピーカユニット111の正面方向に放音される逆相音がスピーカユニット111からスピーカユニット111の正面方向に放音される正相音と略逆位相の関係になるように、逆相音を放音するためのスピーカユニット111の穴から第1逆相音放音穴までの経路が短く、かつ、スピーカユニット111との間にできるカラー112の内部空間の共振が起こる周波数(以下、共振周波数という)が高くなるような形で、スピーカユニット111の一部を収容する。なお、所定の周波数帯域は、スピーカユニット111との間にできるカラー112の内部空間の共振周波数以下の帯域であることが望ましい。逆相音を放音するためのスピーカユニット111の穴から第1逆相音放音穴までの経路を短くなるようにするには、スピーカユニット111がダイナミックスピーカに用いられるスピーカユニットであれば、スピーカユニット111を構成するマグネット部をカラー112に収容しないようにすればよい。また、スピーカユニット111との間にできるカラー112の内部空間の共振周波数が高くなるようにするには、ヘルムホルツ共鳴の共鳴周波数fHに関する式(1)を考慮して、第1逆相音放音穴の面積Sを大きくする、内部空間の体積Vを小さくする、第1逆相音放音穴の長さLを短くするという3つの方法のうち1つ以上の方法を用いて共振周波数を調整し、カラー112がスピーカユニット111の一部を収容するようにすればよい。
第1実施形態と同様、低域において逆相音と正相音が打ち消し合う位置がスピーカユニットから遠い位置となるように調整するための部材(以下、バッフルという)をスピーカユニットに取り付けることにより、スピーカユニットの正面方向のスイートスポットとしたい位置を調整するようにしてもよい。つまり、スピーカユニット111には、第1逆相音放音穴から放音される逆相音とスピーカユニット111から放音される正相音がスピーカユニット111の正面方向のスイートスポットとしたい位置において打ち消し合わないようにするための部材であるバッフル113が取り付けられていてもよい。
本発明の実施形態によれば、スピーカユニットの近傍という限られた領域においてスイートスポットを大きくすることが可能となる。リングカラーを用いることで、高域での音漏れを抑制することができる。また、背面方向における音漏れを抑制することができる。
<補記>
上述の本発明の実施形態の記載は、例証と記載の目的で提示されたものである。網羅的であるという意思はなく、開示された厳密な形式に発明を限定する意思もない。変形やバリエーションは上述の教示から可能である。実施形態は、本発明の原理の最も良い例証を提供するために、そして、この分野の当業者が、熟考された実際の使用に適するように本発明を色々な実施形態で、また、色々な変形を付加して利用できるようにするために、選ばれて表現されたものである。すべてのそのような変形やバリエーションは、公正に合法的に公平に与えられる幅にしたがって解釈された添付の請求項によって定められた本発明のスコープ内である。
上述の本発明の実施形態の記載は、例証と記載の目的で提示されたものである。網羅的であるという意思はなく、開示された厳密な形式に発明を限定する意思もない。変形やバリエーションは上述の教示から可能である。実施形態は、本発明の原理の最も良い例証を提供するために、そして、この分野の当業者が、熟考された実際の使用に適するように本発明を色々な実施形態で、また、色々な変形を付加して利用できるようにするために、選ばれて表現されたものである。すべてのそのような変形やバリエーションは、公正に合法的に公平に与えられる幅にしたがって解釈された添付の請求項によって定められた本発明のスコープ内である。
Claims (4)
- 低域の音を再生するためのスピーカユニットであるウーファと、前記ウーファから前記ウーファの背面方向に放音される音(以下、第1逆相音という)を前記ウーファの正面方向に回り込ませるため、前記ウーファの一部を収容している筐体である第1カラーを含む第1音響信号出力部と、
高域の音を再生するためのスピーカユニットであるツイータと、前記ツイータから前記ツイータの背面方向に放音される音(以下、第2逆相音という)を前記ツイータの正面方向に回り込ませるため、前記ツイータの一部を収容している筐体である第2カラーを含む第2音響信号出力部と
を含む音響信号出力装置であって、
前記第1カラーには、前記第1逆相音を前記ウーファの正面方向に放音するための穴(以下、第1逆相音放音穴という)が設けられており、
前記第2カラーには、前記第2逆相音を前記ツイータの正面方向に放音するための穴(以下、第2逆相音放音穴という)が設けられており、
前記第1カラーは、前記ウーファの正面方向における所定の周波数帯域において、前記第1逆相音放音穴から放音される前記第1逆相音が前記ウーファから前記ウーファの正面方向に放音される音(以下、第1正相音という)と略逆位相の関係になるように、前記第1逆相音を放音するための前記ウーファの穴から前記第1逆相音放音穴までの経路が短く、かつ、前記ウーファとの間にできる当該第1カラーの内部空間の共振周波数が高くなるような形で、前記ウーファの一部を収容しており、
前記第2カラーは、前記ツイータの正面方向における所定の周波数帯域において、前記第2逆相音放音穴から放音される前記第2逆相音が前記ツイータから前記ツイータの正面方向に放音される音(以下、第2正相音という)と略逆位相の関係になるように、前記第2逆相音を放音するための前記ツイータの穴から前記第2逆相音放音穴までの経路が短く、かつ、前記ツイータとの間にできる当該第2カラーの内部空間の共振周波数が高くなるような形で、前記ツイータの一部を収容しており、
前記第2音響信号出力部は、ユーザの耳の近くに設置される
音響信号出力装置。 - 請求項1に記載の音響信号出力装置であって、
前記第2音響信号出力部は2つあり、一方の第2音響信号出力部は右チャネル音響信号を放音するためのものであり、他方の第2音響信号出力部は左チャネル音響信号を放音するためのものである
ことを特徴とする音響信号出力装置。 - 請求項1に記載の音響信号出力装置であって、
前記ウーファには、前記第1逆相音放音穴から放音される前記第1逆相音と前記第1正相音が前記ウーファの正面方向のスイートスポットとしたい位置において打ち消し合わないようにするための部材である第1バッフルが取り付けられている
ことを特徴とする音響信号出力装置。 - 請求項1に記載の音響信号出力装置であって、
前記第1逆相音放音穴の面積を大きくする、前記第1カラーの内部空間の体積を小さくする、前記第1逆相音放音穴の長さを短くするという3つの方法のうち1つ以上の方法を用いて、前記第1カラーの内部空間の共振周波数が高くなるようにし、
前記第2逆相音放音穴の面積を大きくする、前記第2カラーの内部空間の体積を小さくする、前記第2逆相音放音穴の長さを短くするという3つの方法のうち1つ以上の方法を用いて、前記第2カラーの内部空間の共振周波数が高くなるようにする
ことを特徴とする音響信号出力装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2022/041812 WO2024100823A1 (ja) | 2022-11-10 | 2022-11-10 | 音響信号出力装置 |
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ID=91032556
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WO (1) | WO2024100823A1 (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5795797A (en) * | 1980-10-03 | 1982-06-14 | Deibuitsudo Dooan | Audio system |
JPS6195189U (ja) * | 1984-11-28 | 1986-06-19 | ||
JPH01149694A (ja) * | 1987-12-07 | 1989-06-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スピーカシステム |
JPH01149197U (ja) * | 1988-04-05 | 1989-10-16 |
-
2022
- 2022-11-10 WO PCT/JP2022/041812 patent/WO2024100823A1/ja unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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